CN112938977B - A位为贵金属元素的max相材料、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种A位为贵金属元素的MAX相材料、其制备方法及应用。所述A位为贵金属元素的MAX相材料的分子表达式为Mn+1(AzA'1‑z)Xn，M选自IIIB、IVB、VB、VIB族元素中的任意一种或两种以上的组合，A选自IVA、VA、VIA元素中任意一种或两种以上的组合，A'为贵金属元素，X为C或N元素，0≤z＜1，n为1、2、3或4。该MAX相材料具有六方晶系结构，空间群为P63/mmc，晶胞由Mn+ 1Xn单元与(AzA'1‑z)层原子交替堆垛而成。本发明的A位为贵金属元素的MAX相材料在热催化、电催化、高温半导体器件电极、熔盐腐蚀环境的测量电极材料等领域具有应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合无机材料，具体涉及一种A位为贵金属元素的MAX相材料及其制备方法与应用，属于材料技术领域。
背景技术
Mn+1AXn(MAX)相是一类具有六方晶体结构(P63 mm/c)的三元层状碳化物，其中M为前过渡族金属，A一般认为是ⅢA和ⅣA族元素，X为碳或/和氮，n＝1-3。Mn+1AXn晶体结构由Mn+1Xn纳米结构亚层与A位单原子层交替堆垛而成，相邻两层Mn+1Xn单元呈孪晶位相，A原子层位于镜面位置，X原子填补M原子所构成的八面体间隙。根据n值得不同，通常简称为211(n＝1)，312(n＝2)和413(n＝3)相。Mn+1Xn结构单元中M-X原子之间具有较强的离子键和共价键，而A位原子同近邻M原子之间为键合较弱的金属键，MAX相独特的层状结构和成键特征决定了其兼具金属和陶瓷特性，具有耐高温、耐腐蚀、耐辐照、高热导/电导率、高强度、高模量、高韧性、优良的损伤容限和抗热震等性质，作为高安全结构材料在高温电极、摩擦磨损、高铁受电弓、核燃料包壳管等领域极具应用前景。MAX相材料元素组成丰富、化学结构多样、本征物性可调及功能应用广泛，势必引导材料科学家探索更多具有新颖化学组成和结构特点的MAX相。因此，如何利用MAX相结构和化学成分可调特性，设计合成具有新颖结构、化学组成和物化性质的MAX相新材料，深入理解结构单元对晶体结构稳定性、宏观性能与功能应用的作用机制，一直是该领域学者努力的重要方向。
自上世纪60年代发现MAX相材料以来，科学家们致力于探索更多三元MAX相结构和性能，不仅数量和组元大幅增加，而且原子晶体结构特点与功能应用也体现出新特征。组成元素中M位元素增加了Lu和Mn元素，A位元素也从常见的主族元素拓展到了性质更为丰富的Au、Ir、Zn、Cu、Fe、Co、Ni和Mn等后过渡族金属元素；X位元素则增加了B元素(Nb2SB)，以上MAX相的成功合成进一步展现了MAX相的元素包容性和结构多样性，对于深入理解结构基元化学键的形成和宏观性能的关联具有重要理论和实用价值，这为物性调控和功能化应用提供了巨大的想象空间，拓展了MAX相材料实际功能应用，引起了材料物理与化学等功能材料领域对于该类传统结构材料的兴趣。传统MAX相的元素定义是不完全的，更多具有新奇结构和物化性质的MAX相新材料还有待探索。而A位为物化性质丰富贵金属元素MAX相的构筑则一直是该领域重大挑战。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种A位为贵金属元素的MAX相材料、其制备方法及应用，从而克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种A位为贵金属元素的MAX相材料，所述MAX相材料的分子式表示为Mn+1(AzA'1-z)Xn，其中M选自III B、IV B、V B、VI B族元素中的任意一种或者两种以上的组合，A选自IV A、V A、VI A元素中任意一种或者两种以上的组合，A'为贵金属元素，X为C、N元素中的任意一种或两种的组合，0≤z<1，n为1、2、3或4。
在一些实施方式中，所述A位为贵金属元素的MAX相材料具有六方晶系结构，空间群为P63/mmc，晶胞由Mn+1Xn单元与(AzA'1-z)层原子交替堆垛而成。
进一步地，所述A的原子数为z，A'的原子数为1～z，且z的取值范围为0≤z＜1。
进一步地，所述A包括Al、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Si、S、As、Se等元素中的任意一种或者两种以上的组合，且不限于此。
在一些实施方式中，所述A'包括Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Au等贵金属元素中的任意一种或者两种以上的组合，且不限于此。
进一步地，所述的M包括Sc、Y、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Mn等元素中的任意一种或者两种以上的组合，且不限于此。
进一步地，所述A位为贵金属元素的MAX相材料的形态包括粉体、块体、薄膜等中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
本发明实施例还提供了一种A位为贵金属元素的MAX相材料的制备方法，其包括：熔盐法，但不限于此。
在一些实施方式中，所述制备方法具体包括：
将M和/或含M材料、A和A'和/或含A和A'材料、X和/或含X材料、无机盐按(2～4)：(1～3)：(0.4～1.0)：(0～3)的摩尔比混合，并将所获混合物于惰性气氛中在900～1300℃高温反应60～720min，之后进行后处理，获得A位为贵金属元素的MAX相材料。
其中，所述A位为贵金属元素的MAX相材料的分子式表示为Mn+1(AzA'1-z)Xn，其中M选自III B、IV B、V B、VI B族元素中的任意一种或者两种以上的组合，A选自IV A、V A、VIA元素中任意一种或者两种以上的组合，A'为贵金属元素，X为C、N元素中的任意一种或两种的组合，0≤z＜1，n为1、2、3或4。
进一步地，所述的A'包括Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Au等贵金属元素中的任意一种或者两种以上的组合，且不限于此。
进一步地，所述M和/或含M材料为粉体。
进一步地，所述X和/或含X材料为粉体。
进一步地，所述A和A'和/或含A和A'材料为粉体。
进一步地，所述无机盐包括硝酸盐(例如可以是CuNO3、NaNO3、K2NO3等)、碳酸盐(例如可以是K2CO3、CaCO3、Li2CO3等)、氯化盐(例如可以是NaCl、KCl等)、硫酸盐(例如可以是CuSO4、Na2SO4、BaSO4等)中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步地，所述无机盐为粉体。
本发明实施例还提供了前述A位为贵金属元素的MAX相材料在热催化、电催化、高温半导体器件电极、熔盐腐蚀环境的测量电极材料等领域的用途，具有应用前景。
较之现有技术，本发明的优点至少在于：
(1)本发明实施例提供的A位为贵金属元素的MAX相材料的制备方法首次实现了A位含Rh、Ru、Pd、Pt等贵金属元素的新型MAX相材料的制备，制备方法具有普适性；
(2)本发明实施例提供的A位为贵金属元素的MAX相材料兼具金属和陶瓷的特点，并具有催化活性，表现出了非常高的逆水煤气变换反应选择性和较高的二氧化碳转化率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1中A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzRu1-z)C的XRD谱图；
图2是本发明实施例1中A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzRu1-z)C的扫描电子图片图；
图3为本发明实施例1中的A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzRu1-z)C的高分辨透射电镜下的元素分布图；
图4是本发明实施例2中A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzRh1-z)C的XRD谱图；
图5是本发明实施例2中A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzRh1-z)C的扫描电子图片图；
图6为本发明实施例2中的A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzRh1-z)C的高分辨透射电镜下的元素分布图；
图7是本发明实施例3中A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzPd1-z)C的XRD谱图；
图8是本发明实施例3中A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzPd1-z)C的扫描电子图片图；
图9为本发明实施例3中的A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzPd1-z)C的高分辨透射电镜下原子分布图及其模拟图；
图10为本发明实施例3中的A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzPd1-z)C的高分辨透射电镜下的元素分布图；
图11为本发明实施例3中的A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzPd1-z)C在CO氧化反应中的催化性能图；
图12是本发明实施例4中A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzPt1-z)C的XRD谱图；
图13是本发明实施例4中A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzPt1-z)C的扫描电子图片图；
图14为本发明实施例4中的A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzPt1-z)C的高分辨透射电镜下的元素分布图；
图15是本发明实施例5中A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzIr1-z)C的XRD谱图；
图16是本发明实施例5中A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzIr1-z)C的扫描电子图片图；
图17为本发明实施例5中的A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzIr1-z)C的高分辨透射电镜下的元素分布图；
图18是本发明实施例6中A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzAu1-z)C的XRD谱图；
图19是本发明实施例6中A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzAu1-z)C的扫描电子图片图；
图20为本发明实施例6中的A位为贵金属元素的MAX相材料V2(SnzAu1-z)C的高分辨透射电镜下的元素分布图；
图21为本发明实施例8中的A位为贵金属元素的MAX相材料V2(Snz(PtPdAu)1-z)C的高分辨透射电镜下的元素分布图。
具体实施方式
鉴于现有技术存在的不足，本案发明人发现，将MAX相A位原子从前过渡金属元素拓展到含有丰富外层d电子结构的贵金属元素(Ru、Rh、Pd、Pt等)，合成贵金属元素占据A原子晶格位置的层状碳化物及其物性与应用探索是未来MAX相材料研究的重要趋势之一。
综上所述，MAX相材料特殊的层状结构和化学成键特征使其兼具金属特性和陶瓷特性，在航天航空、高温电极、自旋电子、储能、催化和传感等诸多功能领域都引起了广泛关注。当前，MAX相材料在结构化学、物性调控和应用探索方向出现了新的突破，打破常规思维束缚，通过结构设计将含有丰富外层d电子结构的贵金属元素(Ru、Rh、Pd、Pt等)引入MAX相材料A原子层，实现贵金属MAX相材料的创制是该领域重大挑战。
本发明合成A位含Rh、Ru、Pd、Pt、Ir、Au、Os等贵金属元素MAX相材料对于拓展MAX相传统定义、丰富其结构化学和物性调控具有非常重要的意义；此外，通过在MAX相A位引入贵金属元素调控其物性，达到其在热催化、电催化、高温半导体器件电极、熔盐腐蚀环境的测量电极材料等领域应用目的。
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
实施例1：本实施例中，A位为贵金属元素的MAX相材料为V2(SnzRu1-z)C材料。
该V2(SnzRu1-z)C粉体的制备方法如下：
(1)称取1.75g NaCl、2.23g KCl、1.53g V粉、0.24g C粉、1.2g Sn粉、0.1g Ru粉，将上述材料研磨混合，得到混合物。
(2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：反应温度900℃，保温时间720min，惰性气氛保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
(3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
图1为反应后获得的V2(SnzRu1-z)C的XRD图，从图中可以看出，得到的产物为211构型的MAX相以及部分的杂质相，说明贵金属元素Ru进入了MAX相的晶格位。图2为反应后的V2(SnzRu1-z)C的扫描电子(SEM)图，表现为表面光滑的板状形貌，与前期报道的诸多熔盐法合成的MAX相形貌相似。图3为STEM下的原子尺度下的微观结构和元素分布图，从图中可以看出，其微观结构呈现电性的211MAX相结构，贵金属元素Ru分布在MAX相的A位，说明成功制备得到V2(SnzRu1-z)C材料。
实施例2：本实施例中，A位为贵金属元素的MAX相材料为V2(SnzRh1-z)C材料。
该V2(SnzRh1-z)C粉体的制备方法如下：
(1)称取1.0g CuSO4、1.11g KCl、1.02g V粉、0.12g C粉、1.2g Sn粉、0.3g Rh粉，将上述材料研磨混合，得到混合物。
(2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：反应温度1000℃，保温时间120min，惰性气氛保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
(3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
图4、图5分别为反应后V2(SnzRh1-z)C材料的XRD图和SEM图，说明贵金属元素Rh进入了MAX相的晶格位。图6为STEM下的原子尺度下的微观结构和元素分布图，结果表明贵金属元素Rh分布在MAX相的A位，成功制备得到V2(SnzRh1-z)C材料。
实施例3：本实施例中，A位为贵金属元素的MAX相材料为V2(SnzPd1-z)C材料。
该V2(SnzPd1-z)C粉体的制备方法如下：
称取2.76g K2CO3、2.04g V粉、0.36g C粉、1.2g Sn粉、0.4g Pd粉，将上述材料研磨混合，得到混合物。
将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：反应温度1100℃，保温时间420min，惰性气氛保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
图7-图9分别为反应后V2(SnzPd1-z)C材料的XRD图、SEM图和STEM图，说明贵金属Pd元素进入了MAX相的晶格位。图10为STEM下的原子尺度下的微观结构和元素分布图，结果表明贵金属元素Pd分布在MAX相的A位，成功制备得到V2(SnzPd1-z)C材料。
图11为V2(SnzPd1-z)C材料在CO氧化反应中的催化性能图，其催化性能表现大体与负载量为1-2wt％的Pd基催化剂相当，说明A位贵金属Pd的引入使其具有催化活性。
实施例4：本实施例中，A位为贵金属元素的MAX相材料为V2(SnzPt1-z)C材料。
该V2(SnzPt1-z)C粉体的制备方法如下：
(1)称取3.01g CaCO3、1.02g V粉、0.12g C粉、1.2g Sn粉、1.2g Pt粉，将上述材料研磨混合，得到混合物。
(2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：反应温度1200℃，保温时间300min，惰性气氛保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
(3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
图12-图13分别为反应后V2(SnzPt1-z)C材料的XRD图和SEM图，说明贵金属元素Pt进入了MAX相的晶格位。图14为STEM下的原子尺度下的微观结构和元素分布图，结果表明贵金属元素Pt分布在MAX相的A位，成功制备得到V2(SnzPt1-z)C材料。
实施例5：本实施例中，A位为贵金属元素的MAX相材料为V2(SnzIr1-z)C材料。
该V2(SnzIr1-z)C粉体的制备方法如下：
(1)称取0.88g NaCl、1.86g CuNO3，1.53g V粉、0.216g C粉、1.2g Sn粉、0.76g Ir粉，将上述材料研磨混合，得到混合物。
(2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：反应温度1300℃，保温时间60min，惰性气氛保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
(3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
图15-图16分别为反应后V2(SnzIr1-z)C材料的XRD图和SEM图，说明贵金属元素Ir进入了MAX相的晶格位。图17为STEM下的原子尺度下的微观结构和元素分布图，结果表明贵金属元素Ir分布在MAX相的A位，成功制备得到V2(SnzIr1-z)C材料。
实施例6：本实施例中，A位为贵金属元素的MAX相材料为V2(SnzAu1-z)C材料。
该V2(SnzAu1-z)C粉体的制备方法如下：
(1)称取0.8g NaCl、1.0g NaNO3、1.02g V粉、0.12g C粉、1.2g Sn粉、0.8g Au粉，将上述材料研磨混合，得到混合物。
(2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：反应温度1000℃，保温时间180min，惰性气氛保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
(3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
图18-图19分别为反应后V2(SnzAu1-z)C材料的XRD图和SEM图，说明贵金属元素Au进入了MAX相的晶格位。图20为STEM下的原子尺度下的微观结构和元素分布图，结果表明贵金属元素Au分布在MAX相的A位，成功制备得到V2(SnzAu1-z)C材料。
实施例7：本实施例中，A位为贵金属元素的MAX相材料为V2(SnzOs1-z)C材料。
该V2(SnzOs1-z)C粉体的制备方法如下：
(1)称取1.6g NaCl、1.02g V粉、0.12g C粉、1.2g Sn粉、0.8g Au粉，将上述材料研磨混合，得到混合物。
(2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：反应温度1300℃，保温时间720min，惰性气氛保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
(3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
实施例8：本实施例中，A位为贵金属元素的MAX相材料为V2(SnzA'1-z)C材料。
该V2(SnzA'1-z)C粉体的制备方法如下：
(1)称取2.02g Na2SO4、1.02g V粉、0.12g C粉、1.2g Sn粉、A'粉(0.2gAu粉、0.2gPd粉、0.2克Pt粉)，将上述材料研磨混合，得到混合物。
(2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：反应温度1100℃，保温时间420min，惰性气氛保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
(3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
图21为STEM下的原子尺度下的微观结构和元素分布图，结果表明贵金属元素Pd、Pt、Au分布在MAX相的A位，成功制备得到V2(Snz(PdPtAu)-z)C材料。
实施例9：本实施例中，A位为贵金属元素的MAX相材料为V2(SnzAu1-z)N材料。
该V2(SnzA'1-z)C粉体的制备方法如下：
(1)称取1.16g VN粉、1.2g Sn粉、0.2gAu粉，将上述材料研磨混合，得到混合物。
(2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：反应温度1150℃，保温时间180min，惰性气氛保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
(3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
实施例10：本实施例中，A位为贵金属元素的MAX相材料为Hf2(GazAu1-z)C材料。该Hf2(GazAu1-z)C粉体的制备方法如下：
(1)称取0.5g BaSO4、1.55g KCl、1.78g Hf粉、0.06g C粉、0.7g Ga粉、0.4g Au粉，将上述材料研磨混合，得到混合物。
(2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：反应温度900℃，保温时间420min，惰性气氛保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
(3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
实施例11：本实施例中，A位为贵金属元素的MAX相材料为Zr2(PbzPt1-z)C材料。
该Zr2(PbzPt1-z)C粉体的制备方法如下：
(1)称取1.2g NaCl、1.0g Li2CO3、1.82g Zr粉、0.12g C粉、2.07g Ga粉、0.8g Pt粉，将上述材料研磨混合，得到混合物。
(2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：反应温度1000℃，保温时间420min，惰性气氛保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
(3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
实施例12：本实施例中，A位为贵金属元素的MAX相材料为Nb2PdC材料。
该Nb2PdC粉体的制备方法如下：
(1)称取2.4g NaCl、3.6g KCl、1.84g Nb粉、0.12g C粉、1.96g Pd粉，将上述材料研磨混合，得到混合物。
(2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：反应温度900℃，保温时间120min，惰性气氛保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
(3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
实施例13：本实施例中，A位为贵金属元素的MAX相材料为Ti2PtC材料。
该Ti2PtC粉体的制备方法如下：
(1)称取1.0g NaCl、1.2g K2NO3、0.96Ti粉、0.12g C粉、1.06g Pt粉，将上述材料研磨混合，得到混合物。
(2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：反应温度950℃，保温时间180min，惰性气氛保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
(3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
本发明实施例9-13所获A位为贵金属元素的MAX相材料的性能基本与实施例1-8中的产品一致。
此外，本案发明人还以本说明书述及的其它原料及工艺条件替代前述实施例1-13中的相应原料及工艺条件进行了相关实验，如，A修改替换为Al、In、Ge、Si、S、As、Se等元素，M修改替换为Sc、Y、Cr、Mo、Ta、Mn等元素，结果均显示，可以获得A位含Rh、Ru、Pd、Pt、Ir、Au、Os等贵金属元素的MAX相材料。
综述之，较之现有的MAX相材料，本发明前述实施例提供的A位为贵金属元素的MAX相材料兼具金属陶瓷性质，制备方法具有普适性，在热催化、电催化、高温半导体器件电极、熔盐腐蚀环境的测量电极材料等领域具有潜在的应用前景。
应当理解，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种A位为贵金属元素的MAX相材料的制备方法，其特征在于包括：
将M和/或含M材料、A和A'和/或含A和A'材料、X和/或含X材料、无机盐按(2~4)：(1~3)：(0.4~1.0)：(0~3)的摩尔比混合，并将所获混合物于惰性气氛中在900～1300℃高温反应60~720 min，之后进行后处理，获得A位为贵金属元素的MAX相材料；
所述A位为贵金属元素的MAX相材料的分子式表示为Mn+1(AzA'1-z)Xn，其中M选自V、Hf、Zr、Nb、Ti中的任意一种或者两种以上的组合，A选自Sn、Ga、Pb中任意一种或者两种以上的组合，A'为贵金属元素，A'选自Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Au中的任意一种或者两种以上的组合，X为C、N元素中的任意一种或两种的组合，0≤z<1，n为1、2、3或4，所述A位为贵金属元素的MAX相材料具有六方晶系结构，空间群为P63/mmc，晶胞由Mn+1Xn单元与(AzA'1-z)层原子交替堆垛而成。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述A位为贵金属元素的MAX相材料的形态选自粉体、块体、薄膜中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述M和/或含M材料为粉体；和/或，所述X和/或含X材料为粉体。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述A和A'和/或含A和A'材料为粉体。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述无机盐选自硝酸盐、碳酸盐、氯化盐、硫酸盐中的任意一种或两种以上的组合，所述无机盐为粉体。
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