水热法制备二氧化铈/二维层状碳化钛复合材料的方法

摘要

本发明提供了一种水热法制备二氧化铈/二维层状碳化钛复合材料的方法，包括：高纯度三元层状Ti₃AlC₂粉体的高能球磨细化晶粒；二维层状纳米材料MXene-Ti₃C₂的氢氟酸腐蚀制备；水热法使MXene-Ti₃C₂表面与层间形成CeO₂，使其负载MXene-Ti₃C₂，即得CeO₂/MXene-Ti₃C₂纳米复合材料；本发明具有制备过程简单，工艺可控，成本低，具有二维层状MXene-Ti₃C₂的片层均匀，CeO₂分布均匀等特点，比表面积大，导电性良好，光催化性良好，有利于在光催化、锂离子电池、超级电容器等领域的应用。

主权项

水热法制备二氧化铈/二维层状碳化钛复合材料的方法，包括下述步骤：步骤一，细化粉体利用高能球磨细化纯度大于97wt％的三元层状Ti₃AlC₂陶瓷粉体，球磨条件：球石、混料及球磨介质的质量比为10:1:1，球磨转速为350r/min，高能球磨时间为2h，然后将所得固液混料在40℃下烘干，得到Ti₃AlC₂陶瓷粉体；步骤二，二维层状纳米材料MXene‑Ti₃C₂的制备将步骤一中所得Ti₃AlC₂陶瓷粉体浸没在HF酸溶液中，其中5gTi₃AlC₂粉体浸没在80ml质量浓度为40wt％HF酸溶液中反应24h；磁力搅拌，对步骤一所得Ti₃AlC₂粉体进行腐蚀处理后，用去离子水离心清洗至pH为6，将所得固体样品室温干燥，得到二维层状纳米材料MXene‑Ti₃C₂；步骤三，水热法制备(1)称取质量比为1:1、1:2、1:4的硝酸铈与步骤二得到的二维层状纳米材料MXene‑Ti₃C₂溶解于30ml超纯水中，搅拌1h；(2)称取三聚磷酸钠0.02g溶于10ml超纯水中，加入步骤(1)中的溶液中，搅拌1h；然后将溶液放入均相反应器中，在120℃～180℃下反应24h；(3)待反应结束，产物冷却至室温，然后离心分离，取下层沉淀部分并分别用无水乙醇和去离子水清洗5次，然后放置于烘箱中鼓风干燥处理，在40℃下保温24h，即得CeO₂/MXene‑Ti₃C₂纳米复合材料。