CN106589362A - 一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料及其低温制备法 - Google Patents

一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料及其低温制备法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料及其低温制备法，首先将二维层状纳米材料MXene‑Ti3C2加入到草酸溶液中，分散均匀得到Ti3C2混合液；向Ti3C2混合液中加入苯胺，分散均匀得到混合溶液；向混合溶液中逐滴加入催化剂，搅拌聚合直至混合溶液由透明溶液逐渐变成均一的黑色溶液，洗涤并干燥，得到聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。本发明方法在0～5℃的低温下制备PANI/Ti3C2复合材料，减少了Ti3C2的氧化，保持了Ti3C2二维层状结构材料的优点，并且在有机酸溶液中反应，改性Ti3C2表面的官能团使得PANI与Ti3C2结合的更加紧密，提高材料的电化学性能。

Description

一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料及其低温制 备法
【技术领域】
本发明涉及纳米功能材料领域，具体涉及一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料及其低温制备法。
【背景技术】
三元层状陶瓷材料Ti3AlC2属于层状六方晶体结构。在Ti3AlC2晶体结构中，Ti和C原子形成Ti6C八面体，被Al层所隔开，C原子位于八面体的中心，C与Ti原子结合为强共价键，而Ti-Ti，以及Ti与Al之间为弱结合，类似于石墨间的范德华力弱键结合。
Ti3AlC2兼具金属与陶瓷的性能，在常温下，其具有导热性能和导电性能，以及较低的维氏显微硬度和较高的弹性模量，像金属一样可以进行机械加工，并且在较高的温度下具有塑性，同时又具备较高的屈服强度，高熔点，高热稳定性和良好的抗氧化性等陶瓷的性能。
MXene是一种新型过渡金属碳化物二维晶体纳米材料，具有和石墨烯类似的结构，具有优异的力学、电子、磁学等性能。研究发现，Ti3C2是一种很有前途的新型锂离子电池负极材料，还可用于新型复合材料增强体和高温润滑材料，因此其在储能、电子、润滑等领域具有重要的应用前景。此外，Ti3C2纳米材料具有独特的类石墨烯层状结构，以及比表面积大，结构稳定的特性，可作为电极的增敏材料，用于构制性能良好的电化学修饰电极，分析检测生物小分子，为电化学传感领域的发展将开辟新途径。
聚苯胺自从1984年，被美国宾夕法尼亚大学的化学家MacDiarmid等重新开发以来，以其良好的热稳定性，化学稳定性和电化学可逆性，优良的电磁微波吸收性能，潜在的溶液和熔融加工性能，原料易得，合成方法简便，还有独特的掺杂现象等特性，成为现在研究进展最快的导电高分子材料之一。
聚苯胺作为应用于电化学方面最受关注的导电聚合物，具有高电化学活性，高掺杂水平，优良的比电容，良好的稳定性以及易于加工处理等特点。传统高温(150℃以上)水热改性Ti3C2的方法容易使Ti3C2氧化，破坏Ti3C2的二维层状结构。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料及其低温制备法，能够在低温下合成聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
包括以下步骤：
步骤一：将二维层状纳米材料MXene-Ti3C2加入到草酸溶液中，分散均匀得到Ti3C2混合液；
步骤二：向Ti3C2混合液中加入苯胺，分散均匀得到混合溶液A；其中，苯胺和步骤一中二维层状纳米材料MXene-Ti3C2的比为(0.05～0.2)mL：(80～600)mg；
步骤三：在0～5℃，向混合溶液A中逐滴加入催化剂，搅拌聚合直至混合溶液A由透明溶液逐渐变成均一的黑色溶液，得到混合溶液B；
步骤四：将混合溶液B洗涤并干燥，得到聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。
进一步地，步骤一中二维层状纳米材料MXene-Ti3C2是通过以下步骤制备得到的：
首先取Ti3AlC2陶瓷粉体浸没在质量浓度为35wt％～45wt％HF酸溶液中搅拌反应6h～120h，对Ti3AlC2粉体进行腐蚀处理，其中Ti3AlC2陶瓷粉体与HF酸溶液的比为(2～10)g：(50～200)mL；腐蚀处理结束后用去离子水离心清洗至pH为5～7，将所得固体样品室温干燥，得到二维层状纳米材料MXene-Ti3C2。
进一步地，Ti3AlC2陶瓷粉体经过球磨细化处理再浸没在HF酸溶液中，球磨细化处理具体包括：首先利用高能球磨细化纯度大于97％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400r/min，高能球磨时间为1h～4h，然后将所得固液混料在40℃～60℃下烘干，得到粒径在8μm-75μm的Ti3AlC2陶瓷粉体。
进一步地，步骤一中在室温下将二维层状纳米材料MXene-Ti3C2加入到草酸溶液中，二维层状纳米材料MXene-Ti3C2和草酸溶液的比为(80～600)mg：(80～120)mL。
进一步地，步骤一中草酸溶液是室温下将草酸溶解在超纯水中得到的，草酸与超纯水的比为(0.1～0.5)g：(80～120)mL。
进一步地，步骤一中分散均匀是经过超声处理1～2h。
进一步地，步骤二中分散均匀是经过超声处理0.5～1.5h。
进一步地，步骤三中加入的催化剂为过硫酸铵溶液，过硫酸铵溶液是将每0.1～0.4g的过硫酸铵溶解在10～30mL超纯水中得到的；过硫酸铵和步骤一中MXene-Ti3C2的比为(0.1～0.4)g：(80～600)mg。
进一步地，步骤三中搅拌聚合5～16h。
一种利用如上所述聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法制得的聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明采用低温搅拌法，通过作为有机酸的草酸，可以和Ti3C2表面的官能团反应，得到负载均匀的Ti3C2/聚苯胺复合材料，方法简单有效，改善了Ti3C2在高温下容易被氧化的问题，能够增大比表面积。本发明在低温下制备聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料，操作简单，实验过程安全。本发明方法在0～5℃的低温下制备PANI/Ti3C2复合材料，减少了Ti3C2的氧化，保持了Ti3C2二维层状结构材料的优点，操作简单安全，并且在有机酸溶液中反应，有机高分子可以改性Ti3C2表面的官能团使得PANI与Ti3C2可以结合的更加紧密，从而提高材料的电化学性能。
本发明制得的Ti3C2/聚苯胺复合材料的性能更优于单一的MXene-Ti3C2，电解液为1mol/L KCl溶液、扫描速率为2mV/s时，测试CV,Ti3C2比电容为90F/g，而本发明制备的聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料得比电容为971.93F/g。其应用将更加广泛，有利于锂离子电池、超级电容器等领域的应用。
【附图说明】
图1为Ti3AlC2粉体腐蚀处理后的SEM图。
图2为Ti3AlC2粉体的腐蚀产物MXene-Ti3C2负载聚苯胺纳米颗粒后的样品SEM图。
【具体实施方式】
下面结合附图与实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明提供了一种在草酸溶液中低温制备Ti3C2/聚苯胺复合材料的方法。将Ti3AlC2在HF酸中进行化学刻蚀，使Al被选择性刻蚀掉，形成一种二维层状材料MXene-Ti3C2，然后在草酸溶液中，低温搅拌处理，在二维层状材料MXene-Ti3C2上直接负载聚苯胺纳米颗粒，使层状材料的比表面积增大，并且使材料锂离子电池、超级电容器等众多领域具有更大的实际应用价值和理论价值。因此，Ti3C2/聚苯胺复合材料的性能更优于单一的MXene-Ti3C2，其应用将更加广泛。
本发明包括下述步骤：
步骤一，细化粉体
利用高能球磨细化纯度大于97％的三元层状Ti3AlC2陶瓷粉体，球磨条件：球石，混料及球磨介质(无水乙醇)的质量比为10:1:1，球磨转速为400r/min，高能球磨时间为1h～4h，然后将所得固液混料在40℃～60℃下烘干，得到粒径在8μm-75μm的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2g～10gTi3AlC2粉体浸没在50mL～200mL质量浓度35wt％～45wt％HF酸溶液中反应6h～120h；磁力搅拌，对三元层状Ti3AlC2粉体进行腐蚀处理后，用去离子水离心清洗至pH为5～7，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，低温搅拌法制备Ti3C2/聚苯胺复合材料
室温下将0.1g～0.5g草酸溶解在80mL～120mL超纯水中，将步骤二所得MXene-Ti3C280～600mg分散在上述溶液中并放入超声波反应器中超声1～2h，形成分散的Ti3C2混合液；向得到的分散的Ti3C2混合液中加入0.05～0.2mL苯胺，继续超声0.5～1.5h；0～5℃低温下，向所得的混合液中逐滴加入0.1～0.4g过硫酸铵溶解在10～30mL超纯水中的溶液，搅拌聚合5～16h；最后将低温搅拌所得的黑色混合溶液用超纯水离心洗涤3～6次，再0～5℃冷冻干燥24～48h得到聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。
实施例1
1)细化粉体
利用高能球磨细化纯度大于97％的三元层状Ti3AlC2陶瓷粉体，球磨条件：球石，混料及球磨介质(无水乙醇)的质量比为10:1:1，球磨转速为400r/min，高能球磨时间为4h，然后将所得固液混料在50℃下烘干，得到粒径约为8μm的Ti3AlC2陶瓷粉体。
2)二维层状纳米材料MXene-Ti3C2的制备
将步骤1)中所得Ti3AlC2陶瓷粉体浸没在HF酸溶液中，其中5g Ti3AlC2粉体浸没在100mL质量浓度40wt％HF酸溶液中反应48h；磁力搅拌，对三元层状Ti3AlC2粉体进行腐蚀处理后，用去离子水离心清洗至pH为5～6，将所得固体样品室温干燥，得到二维层状纳米材料MXene-Ti3C2；见图1。由图1可以看出，薄片状Ti3C2片层间有明显间距，与石墨烯结构类似，表明通过HF酸腐蚀Ti3AlC2陶瓷粉末成功制备了二维Ti3C2材料。
3)低温搅拌法制备Ti3C2/聚苯胺复合材料
室温下将0.1g草酸溶解在80mL超纯水中，将步骤二所得MXene-Ti3C2 80mg分散在上述溶液中并放入超声波反应器中超声1h，形成分散的Ti3C2混合液；向得到的分散的Ti3C2混合液中加入0.05mL苯胺，继续超声0.5h；低温0℃下，向所得的混合液中逐滴加入10mL0.1g过硫酸铵溶解在超纯水中的溶液，搅拌聚合5h；最后将低温搅拌所得的黑色混合溶液用超纯水离心洗涤5次，再0℃冷冻干燥24h得到聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。如图2为Ti3AlC2粉体的腐蚀产物MXene-Ti3C2负载聚苯胺纳米颗粒后的样品SEM图，聚苯胺颗粒均匀的负载在Ti3C2表面和层间。电解液为1mol/L KCl溶液、扫描速率为2mV/s时，测试CV,Ti3C2比电容为90F/g，而本发明制备的聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料得比电容为971.93F/g。
实施例2
1)细化粉体
利用高能球磨细化纯度大于97％的三元层状Ti3AlC2陶瓷粉体，球磨条件：球石，混料及球磨介质(无水乙醇)的质量比为10:1:1，球磨转速为400r/min，高能球磨时间为2h，然后将所得固液混料在50℃下烘干，得到粒径约为56μm的Ti3AlC2陶瓷粉体；
2)二维层状纳米材料MXene-Ti3C2的制备
将步骤1)中所得Ti3AlC2陶瓷粉体浸没在HF酸溶液中，其中2gTi3AlC2粉体浸没在50mL质量浓度45wt％HF酸溶液中反应12h；磁力搅拌，对三元层状Ti3AlC2粉体进行腐蚀处理后，用去离子水离心清洗至pH为5～6，将所得固体样品室温干燥，得到二维层状纳米材料MXene-Ti3C2；
3)低温搅拌法制备Ti3C2/聚苯胺复合材料
室温下将0.15g草酸溶解在80mL超纯水中，将步骤二所得MXene-Ti3C2 80mg分散在上述溶液中并放入超声波反应器中超声1h，形成分散的Ti3C2混合液；向得到的分散的Ti3C2混合液中加入0.05mL苯胺，继续超声0.5h；低温0℃下，向所得的混合液中逐滴加入0.1g过硫酸铵溶解在10mL超纯水中的溶液，搅拌聚合5h；最后将低温搅拌所得的黑色混合溶液用超纯水离心洗涤5次，再0℃冷冻干燥24h得到聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。
实施例3
1)同实施例1步骤1)；
2)二维层状纳米材料MXene-Ti3C2的制备
将步骤1)中所得Ti3AlC2陶瓷粉体浸没在HF酸溶液中，其中2g Ti3AlC2粉体浸没在50mL质量浓度45wt％HF酸溶液中反应6h；磁力搅拌，对三元层状Ti3AlC2粉体进行腐蚀处理后，用去离子水离心清洗至pH为5～6，将所得固体样品室温干燥，得到二维层状纳米材料MXene-Ti3C2；
3)低温搅拌法制备Ti3C2/聚苯胺复合材料
室温下将0.15g草酸溶解在80mL超纯水中，将步骤二所得MXene-Ti3C2 90mg分散在上述溶液中并放入超声波反应器中超声1h，形成分散的Ti3C2混合液；向得到的分散的Ti3C2混合液中加入0.05mL苯胺，继续超声0.5h；低温0℃下，向所得的混合液中逐滴加入0.15g过硫酸铵溶解在10mL超纯水中的溶液，搅拌聚合5h；最后将0℃低温搅拌所得的黑色混合溶液用超纯水离心洗涤5次，再0℃冷冻干燥24h得到聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。
实施例4
1)同实施例2步骤1)；
2)同实施例3步骤2)；
3)低温搅拌法制备Ti3C2/聚苯胺复合材料
室温下将0.15g草酸溶解在80mL超纯水中，将步骤二所得MXene-Ti3C2 80mg分散在上述溶液中并放入超声波反应器中超声1h，形成分散的Ti3C2混合液；向得到的分散的Ti3C2混合液中加入0.05mL苯胺，继续超声1h；低温0℃下，向所得的混合液中逐滴加入0.1g过硫酸铵溶解在10mL超纯水中的溶液，搅拌聚合10h；最后将0℃低温搅拌所得的黑色混合溶液用超纯水离心洗涤5次，再0℃冷冻干燥24h得到聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。
实施例5
1)同实施例2步骤1)；
2)同实施例1步骤2)；
3)低温搅拌法制备Ti3C2/聚苯胺复合材料
室温下将0.2g草酸溶解在80mL超纯水中，将步骤二所得MXene-Ti3C2 80mg分散在上述溶液中并放入超声波反应器中超声1h，形成分散的Ti3C2混合液；向得到的分散的Ti3C2混合液中加入0.05mL苯胺，继续超声0.5h；0℃低温下，向所得的混合液中逐滴加入0.1g过硫酸铵溶解在10mL超纯水中的溶液，搅拌聚合15h；最后将低温搅拌所得的黑色混合溶液用超纯水离心洗涤5次，再0℃冷冻干燥24h得到聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。
实施例6
1)细化粉体
利用高能球磨细化纯度大于97％的三元层状Ti3AlC2陶瓷粉体，球磨条件：球石，混料及球磨介质(无水乙醇)的质量比为10:1:1，球磨转速为400r/min，高能球磨时间为1h，然后将所得固液混料在40℃下烘干，得到粒径约为75μm的Ti3AlC2陶瓷粉体；
2)二维层状纳米材料MXene-Ti3C2的制备
将步骤1)中所得Ti3AlC2陶瓷粉体浸没在HF酸溶液中，其中10gTi3AlC2粉体浸没在150mL质量浓度35wt％HF酸溶液中反应120h；磁力搅拌，对三元层状Ti3AlC2粉体进行腐蚀处理后，用去离子水离心清洗至pH为5～6，将所得固体样品室温干燥，得到二维层状纳米材料MXene-Ti3C2；
3)低温搅拌法制备Ti3C2/聚苯胺复合材料
室温下将0.3g草酸溶解在100mL超纯水中，将步骤二所得MXene-Ti3C2 600mg分散在上述溶液中并放入超声波反应器中超声1.5h，形成分散的Ti3C2混合液；向得到的分散的Ti3C2混合液中加入0.1mL苯胺，继续超声1.5h；低温2℃下，向所得的混合液中逐滴加入0.2g过硫酸铵溶解在20mL超纯水中的溶液，搅拌聚合16h；最后将低温搅拌所得的黑色混合溶液用超纯水离心洗涤3次，再2℃冷冻干燥20h得到聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。
实施例7
1)细化粉体
利用高能球磨细化纯度大于97％的三元层状Ti3AlC2陶瓷粉体，球磨条件：球石，混料及球磨介质(无水乙醇)的质量比为10:1:1，球磨转速为400r/min，高能球磨时间为3h，然后将所得固液混料在60℃下烘干，得到粒径约为20μm的Ti3AlC2陶瓷粉体；
2)二维层状纳米材料MXene-Ti3C2的制备
将步骤1)中所得Ti3AlC2陶瓷粉体浸没在HF酸溶液中，其中8gTi3AlC2粉体浸没在200mL质量浓度38wt％HF酸溶液中反应100h；磁力搅拌，对三元层状Ti3AlC2粉体进行腐蚀处理后，用去离子水离心清洗至pH为6～7，将所得固体样品室温干燥，得到二维层状纳米材料MXene-Ti3C2；
3)低温搅拌法制备Ti3C2/聚苯胺复合材料
室温下将0.5g草酸溶解在120mL超纯水中，将步骤二所得MXene-Ti3C2 500mg分散在上述溶液中并放入超声波反应器中超声2h，形成分散的Ti3C2混合液；向得到的分散的Ti3C2混合液中加入0.2mL苯胺，继续超声1.2h；低温5℃下，向所得的混合液中逐滴加入0.4g过硫酸铵溶解在30mL超纯水中的溶液，搅拌聚合8h；最后将低温搅拌所得的黑色混合溶液用超纯水离心洗涤6次，再5℃冷冻干燥48h得到聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。
实施例8
本实施例研究发现反应体系中Ti3C2的用量对其表面的聚苯胺形貌具有显著影响，通过将MXene-Ti3C2的用量分别调整为0.05、0.1、0.2、0.4、0.6和0.8g；其它条件与实施例1相同。
发现在0.08～0.6g的范围内，随着MXene-Ti3C2量的增加，聚苯胺尺寸由100～300nm逐渐变为10～50nm。而颗粒尺寸较小的聚苯胺改性Ti3C2，增大了Ti3C2的层间距和比表面积，提高了Ti3C2/PANI复合物的电化学性能；而MXene-Ti3C2添加量过小时，如添加0.05g时易发生团聚，太多时聚苯胺相对较少，聚苯胺的导电性不能很好发挥，影响复合材料性能。
实施例9
本实施例研究反应体系中在0℃冰浴时，聚合时间对复合材料表面聚苯胺形貌的影响，聚合时间分别为8、10、12、14和16h，其它条件与实施例1相同，发现在5～16h内，随时间延长，聚苯胺尺寸由100～300nm逐渐变为10～50nm。
本发明提供了一种Ti3C2/聚苯胺复合材料的低温制备法，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；在草酸溶液中低温氧化聚苯胺使其负载在MXene-Ti3C2，即得Ti3C2/聚苯胺复合材料。本发明具有制备过程简单，工艺可控，成本低，具有二维层状Ti3C2的片层均匀，聚苯胺颗粒细小且分布均匀等特点，比表面积大，导电性良好，亲生物性良好，有利于锂离子电池、超级电容器等领域的应用。
本发明采用低温搅拌法制备Ti3C2/聚苯胺复合材料，方法简单有效，改善了Ti3C2在高温下容易被氧化的问题，并且能够得到负载均匀的复合材料。在酸溶液中腐蚀处理后，室温干燥去除MXene-Ti3C2最外层的吸附水，MXene-Ti3C2夹层间还储存有大量物理吸附水分子和水溶液中的氧分子，而草酸作为有机酸可以和Ti3C2表面的官能团反应，得到的Ti3C2-PANI复合材料其比表面积更大，并且具有聚苯胺的一些特性，比如导电性、形貌多样等，因此Ti3C2/聚苯胺复合材料的性能更优于单一的MXene-Ti3C2，其应用将更加广泛。为进一步在超级电容器，锂离子电池，光催化等领域的应用，做好了前驱物的制备工作。本发明在低温下制备聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料，操作简单，实验过程安全。

Claims (10)

1.一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将二维层状纳米材料MXene-Ti3C2加入到草酸溶液中，分散均匀得到Ti3C2混合液；
步骤二：向Ti3C2混合液中加入苯胺，分散均匀得到混合溶液A；其中，苯胺和步骤一中二维层状纳米材料MXene-Ti3C2的比为(0.05～0.2)mL：(80～600)mg；
步骤三：在0～5℃，向混合溶液A中逐滴加入催化剂，搅拌聚合直至混合溶液A由透明溶液逐渐变成均一的黑色溶液，得到混合溶液B；
步骤四：将混合溶液B洗涤并干燥，得到聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法，其特征在于：步骤一中二维层状纳米材料MXene-Ti3C2是通过以下步骤制备得到的：
首先取Ti3AlC2陶瓷粉体浸没在质量浓度为35wt％～45wt％HF酸溶液中搅拌反应6h～120h，对Ti3AlC2粉体进行腐蚀处理，其中Ti3AlC2陶瓷粉体与HF酸溶液的比为(2～10)g：(50～200)mL；腐蚀处理结束后用去离子水离心清洗至pH为5～7，将所得固体样品室温干燥，得到二维层状纳米材料MXene-Ti3C2。
3.根据权利要求2所述的一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法，其特征在于：Ti3AlC2陶瓷粉体经过球磨细化处理再浸没在HF酸溶液中，球磨细化处理具体包括：首先利用高能球磨细化纯度大于97％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400r/min，高能球磨时间为1h～4h，然后将所得固液混料在40℃～60℃下烘干，得到粒径在8μm-75μm的Ti3AlC2陶瓷粉体。
4.根据权利要求1所述的一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法，其特征在于：步骤一中在室温下将二维层状纳米材料MXene-Ti3C2加入到草酸溶液中，二维层状纳米材料MXene-Ti3C2和草酸溶液的比为(80～600)mg：(80～120)mL。
5.根据权利要求1所述的一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法，其特征在于：步骤一中草酸溶液是室温下将草酸溶解在超纯水中得到的，草酸与超纯水的比为(0.1～0.5)g：(80～120)mL。
6.根据权利要求1所述的一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法，其特征在于：步骤一中分散均匀是经过超声处理1～2h。
7.根据权利要求1所述的一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法，其特征在于：步骤二中分散均匀是经过超声处理0.5～1.5h。
8.根据权利要求1所述的一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法，其特征在于：步骤三中加入的催化剂为过硫酸铵溶液，过硫酸铵溶液是将每0.1～0.4g的过硫酸铵溶解在10～30mL超纯水中得到的；过硫酸铵和步骤一中MXene-Ti3C2的比为(0.1～0.4)g：(80～600)mg。
9.根据权利要求1所述的一种聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法，其特征在于：步骤三中搅拌聚合5～16h。
10.一种利用权利要求1所述聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法制得的聚苯胺纳米颗粒/二维层状碳化钛复合材料。
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