CN113526506A - 一种采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种采用蚀刻‑球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，涉及碳基复合纳米材料技术领域，包括以下步骤：(1)将10‑50g Ti3AlC2粉末在室温下，浸入100‑500mL质量浓度为20wt％的HF水溶液中，搅拌反应；(2)将步骤(1)中的产物用去离子水洗涤后，离心，直至溶液的pH值为6.5‑7，收集下层产物；(3)将步骤(2)中收集的下层产物倒入玛瑙罐中，进行球磨处理；(4)将球磨处理后的产物过筛，即制得TiO2/Ti3C2复合纳米材料。本发明的有益效果在于：本发明中的制备方法采用低浓度HF(20wt％)，大大降低了实验风险，不使用插层剂等化学试剂，避免了实验的后处理步骤。
Description
技术领域
本发明涉及碳基复合纳米材料技术领域，具体涉及一种采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法。
背景技术
MXene作为一种新型二维纳米材料家族，吸引了越来越多的关注，正在快速发展着。目前研究的比较多的制备MXene的方法主要有三种：化学溶液法(HF和HCl+LiF刻蚀法)、高温氟化物熔融法、CVD法。
化学溶液法是将高浓度的HF或含氟类盐混合溶液对MAX相进行蚀刻处理，再进行超声、离心等手段制备得到MXene。高温氟化物熔融法是将MAX粉末与含氟的金属盐充分混合后，通入惰性气体，再高温加热，从而进行刻蚀反应生成MXene。CVD法是在高温条件下，在甲烷氛围中发生化学反应，生成大面积的连续的MXene薄膜。高温氟化物熔融法和CVD法相对于化学刻蚀法，对设备有一定要求，且成本高、工艺复杂。
专利CN108455611A以二甲基亚砜作为插层剂来制备二维层状MXene，但是由于二甲基亚砜的剧毒性要求人们寻找一种更为安全的制备方法。专利CN107324335A将Ti3AlC2粉末和HF溶液混合，随后加入二甲基亚砜，得到混合液。将混合液进行超声处理，超声完成后，接着在油浴条件下搅拌反应。所述超声处理与搅拌反应交替重复进行，这种方法虽然有效，但是过程繁琐，采用的HF浓度为50wt％浓度过高，危险性大而且用的插层剂带有剧毒。此外，上述方法制备的MXene稳定性差，在高温、有光、含氧、潮湿等环境下易发生氧化作用。专利CN104529455A的制备工艺采用先球磨、再蚀刻最后烘干的方法，使用的HF浓度较高，且工艺较为复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一在于现有技术中制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法所需要的HF水溶液浓度较高，提供一种在低浓度HF水溶液条件下制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，包括以下步骤：
(1)将10-50g Ti3AlC2粉末在室温下，分多次浸入100-500mL质量浓度为20wt％的HF水溶液中，搅拌反应24h；
(2)将步骤(1)中的产物用去离子水洗涤后，离心，直至溶液的pH值为6.5-7，收集下层产物；
(3)将步骤(2)中收集的下层产物倒入玛瑙罐中，放入玛瑙珠，进行球磨处理；
(4)将球磨处理后的产物过筛，即制得TiO2/Ti3C2复合纳米材料。
有益效果：将产物用去离子水离心洗涤的目的是为了去除溶液中残留的HF，并去除部分杂质。
本发明采用蚀刻-球磨两步法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料。通过低浓度HF(20wt％)蚀刻MAX相，将蚀刻得到的产品洗涤之后倒入玛瑙罐中，以玛瑙珠为球磨介质进行球磨处理，利用高速玛瑙珠碰撞，对产品进行打磨，玛瑙珠的高速碰撞产生的内能使产品氧化，控制产品尺寸、形貌和表面TiO2的生长，从而制备出TiO2/Ti3C2复合纳米材料。
与现有技术相比，本发明中的制备方法采用低浓度HF(20wt％)，大大降低了实验风险，无需进行长时间低温烘干后处理，不使用插层剂等化学试剂，避免了实验的后处理步骤，采用先蚀刻再球磨的方法简化了实验后处理和工艺流程，高效、风险低，更为绿色环保，且制得的TiO2/Ti3C2复合纳米材料稳定性更好，为MXene的制备与应用提供了新的思路。
优选地，所述步骤(1)中将Ti3AlC2粉末在1h内分10次浸入HF水溶液中。
有益效果：采用20wt％HF水溶液对Ti3AlC2粉末进行刻蚀，由于反应剧烈并会产生氢气，所以加样时分多次加入，且处理时间不同会影响MAX相预处理产物的形貌，刻蚀反应24h得到的产品形貌更规整，材料分层更均匀。
优选地，所述步骤(2)中离心转速为3000-4000rpm。
优选地，所述步骤(4)中将球磨处理后的产物过200目筛。
优选地，将50g Ti3AlC2粉末在室温下，1h内分10次浸入500mL的20wt％HF水溶液中，磁力搅拌反应24h。
优选地，所述步骤(2)中收集的下层产物与玛瑙珠的质量比为1:(0.5-2)。
优选地，所述步骤(2)中收集的下层产物与玛瑙珠的质量比为1:2，以200rpm转速球磨处理10h。
有益效果：球磨时间会影响产品表面TiO2的包覆程度，球磨转速和球料比会影响产品尺寸大小，但是过快的转速也会破坏Ti3C2的结构，因此，在下层产物与玛瑙珠的质量比为1:2，以200rpm转速球磨处理10h的条件下制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料。
优选地，所述步骤(2)中的离心转速为4000rpm。
优选地，将10g Ti3AlC2粉末在室温下，1h内分10次浸入100mL的20wt％HF水溶液中，磁力搅拌反应24h。
优选地，将25g Ti3AlC2粉末在室温下，1h内分10次浸入250mL的20wt％HF水溶液中，磁力搅拌反应24h。
本发明的优点在于：与现有技术相比，本发明中的制备方法采用低浓度HF(20wt％)，大大降低了实验风险，无需进行长时间低温烘干后处理，不使用插层剂等化学试剂，避免了实验的后处理步骤，采用先蚀刻再球磨的方法简化了实验后处理和工艺流程，高效、风险低，更为绿色环保，且制得的TiO2/Ti3C2复合纳米材料稳定性更好，为MXene的制备与应用提供了新的思路。
附图说明
图1为本发明实施例1中制得的TiO2/Ti3C2复合材料的TEM图；
图2为本发明实施例1中制得的TiO2/Ti3C2复合材料的晶体结构表征图；
图3为本发明对比例1中刻蚀3h后的产物的SEM图；
图4为本发明对比例2中刻蚀6h后的产物的SEM图；
图5为本发明对比例3中刻蚀12h后的产物的SEM图；
图6为本发明实施例1中刻蚀24h后的产物的SEM图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，包括以下步骤：
(1)将50g Ti3AlC2粉末在室温下分成10份，然后于1h内分10次浸入500mL的20wt％HF水溶液中，磁力搅拌反应24h；由于反应剧烈，分10次加入的目的是为了提高实验安全性，同时可以使材料刻蚀更完全；
(2)将步骤(1)中的产物用去离子水洗涤，4000rpm离心处理，待溶液pH约为6.5，接近中性时，倒去上层蚀刻液，收集下层产物；
(3)将下层产物倒入玛瑙罐中，以玛瑙珠为球磨介质，下层产物与玛瑙珠的质量比为1:2，以200rpm的转速球磨处理10h；
(4)将球磨处理后的产物过200目筛，获得的粉末即为TiO2/Ti3C2复合纳米材料。
采用FEI Tecanai G2 F20型高分辨率透射电子显微镜(TEM)观测球磨得到的样品形貌。结果见图1，TEM图像显示了TiO2/Ti3C2复合材料的微观结构，可以看到材料具有纳米尺寸，同时复合材料表面的黑色颗粒即为TiO2，包覆程度良好。
采用日本岛津公司的XRD-6000型X-射线粉末衍射仪对产品进行晶体结构表征。结果见图2，从中可以确定材料是TiO2/Ti3C2复合结构。
实施例2
采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，包括以下步骤：
(1)将50g Ti3AlC2粉末在室温下分成10份，然后于1h内分10次浸入500mL的20wt％HF水溶液中，磁力搅拌反应24h；由于反应剧烈，分10次加入的目的是为了提高实验安全性，同时可以使材料刻蚀更完全；
(2)将步骤(1)中的产物用去离子水洗涤，4000rpm离心处理，待溶液pH约为6.5，接近中性时，倒去上层蚀刻液，收集下层产物；
(3)将下层产物倒入玛瑙罐中，以玛瑙珠为球磨介质，下层产物与玛瑙珠的质量比为2:1，以200rpm的转速球磨处理10h；
(4)将球磨处理后的产物过200目筛，获得的粉末即为TiO2/Ti3C2复合纳米材料。
实施例3
采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，包括以下步骤：
(1)将50g Ti3AlC2粉末在室温下分成10份，然后于1h内分10次浸入500mL的20wt％HF水溶液中，磁力搅拌反应24h；由于反应剧烈，分10次加入的目的是为了提高实验安全性，同时可以使材料刻蚀更完全；
(2)将步骤(1)中的产物用去离子水洗涤，4000rpm离心处理，待溶液pH约为6.5，接近中性时，倒去上层蚀刻液，收集下层产物；
(3)将下层产物倒入玛瑙罐中，以玛瑙珠为球磨介质，下层产物与玛瑙珠的质量比为1:1，以200rpm的转速球磨处理10h；
(4)将球磨处理后的产物过200目筛，获得的粉末即为TiO2/Ti3C2复合纳米材料。
实施例4
采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，包括以下步骤：
(1)将10g Ti3AlC2粉末在室温下分成10份，然后于1h内分10次浸入100mL的20wt％HF水溶液中，磁力搅拌反应24h；由于反应剧烈，分10次加入的目的是为了提高实验安全性，同时可以使材料刻蚀更完全；
(2)将步骤(1)中的产物用去离子水洗涤，4000rpm离心处理，待溶液pH约为6.5，接近中性时，倒去上层蚀刻液，收集下层产物；
(3)将下层产物倒入玛瑙罐中，以玛瑙珠为球磨介质，下层产物与玛瑙珠的质量比为1:2，以200rpm的转速球磨处理10h；
(4)将球磨处理后的产物过200目筛，获得的粉末即为TiO2/Ti3C2复合纳米材料。
实施例5
采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，包括以下步骤：
(1)将25g Ti3AlC2粉末在室温下分成10份，然后于1h内分10次浸入250mL的20wt％HF水溶液中，磁力搅拌反应24h；由于反应剧烈，分10次加入的目的是为了提高实验安全性，同时可以使材料刻蚀更完全；
(2)将步骤(1)中的产物用去离子水洗涤，3000rpm离心处理，待溶液pH约为6.5，接近中性时，倒去上层蚀刻液，收集下层产物；
(3)将下层产物倒入玛瑙罐中，以玛瑙珠为球磨介质，下层产物与玛瑙珠的质量比为1:2，以200rpm的转速球磨处理10h；
(4)将球磨处理后的产物过200目筛，获得的粉末即为TiO2/Ti3C2复合纳米材料。
对比例1
本对比例与实施例1的区别之处在于：步骤(1)中将50g Ti3AlC2粉末在室温下，1h内分10次浸入500mL的20wt％HF水溶液中，磁力搅拌反应3h，其余步骤相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别之处在于：步骤(1)中将50g Ti3AlC2粉末在室温下，1h内分10次浸入500mL的20wt％HF水溶液中，磁力搅拌反应6h，其余步骤相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别之处在于：步骤(1)中将50g Ti3AlC2粉末在室温下，1h内分10次浸入500mL的20wt％HF水溶液中，磁力搅拌反应12h，其余步骤相同。
使用Zeiss Supra 55型扫描电子显微镜(SEM)对蚀刻之后得到产品形貌进行观察分析，采用HF水溶液刻蚀掉Ti3AlC2粉末上的Al原子，得到的材料分层多，一方面代表对原材料处理的更好，表明反应进行越完全，另一方面蚀刻得到的分层多，表明原料中蚀刻掉的Al层原子越多，材料中Al原子更少。对于球磨步骤和得到最终产物来说，Al原子会阻碍纳米片复合材料的制备，因此，需要进行蚀刻预处理。图3-图6分别为经过步骤(1)刻蚀3h、6h、12h、24h后得到的产物的SEM图片，可以看出，蚀刻反应24h得到的产品形貌更规整，材料分层更为均匀，表面材料片层更多。
球磨处理后得到的复合材料的厚度相对更小，产物的比表面积会变大，相应的，包覆的TiO2相对更多。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将10-50g Ti3AlC2粉末在室温下，分多次浸入100-500mL质量浓度为20wt％的HF水溶液中，搅拌反应24h；
(2)将步骤(1)中的产物用去离子水洗涤后，离心，直至溶液的pH值为6.5-7，收集下层产物；
(3)将步骤(2)中收集的下层产物倒入玛瑙罐中，放入玛瑙珠，进行球磨处理；
(4)将球磨处理后的产物过筛，即制得TiO2/Ti3C2复合纳米材料。
2.根据权利要求1所述的采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，其特征在于：所述步骤(1)中将Ti3AlC2粉末在1h内分10次浸入HF溶液中。
3.根据权利要求1所述的采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，其特征在于：所述步骤(2)中离心转速为3000-4000rpm。
4.根据权利要求3所述的采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的离心转速为4000rpm。
5.根据权利要求1所述的采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，其特征在于：所述步骤(4)中将球磨处理后的产物过200目筛。
6.根据权利要求1所述的采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，其特征在于：将50g Ti3AlC2粉末在室温下，1h内分10次浸入500mL的20wt％HF溶液中，磁力搅拌反应24h。
7.根据权利要求1所述的采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，其特征在于：所述步骤(2)中收集的下层产物与玛瑙珠的质量比为1:(0.5-2)。
8.根据权利要求7所述的采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，其特征在于：所述步骤(2)中收集的下层产物与玛瑙珠的质量比为1:2，以200rpm转速球磨处理10h。
9.根据权利要求1所述的采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，其特征在于：将10g Ti3AlC2粉末在室温下，1h内分10次浸入100mL的20wt％HF溶液中，磁力搅拌反应24h。
10.根据权利要求1所述的采用蚀刻-球磨法制备TiO2/Ti3C2复合纳米材料的方法，其特征在于：将25g Ti3AlC2粉末在室温下，1h内分10次浸入250mL的20wt％HF溶液中，磁力搅拌反应24h。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101717252A (zh) * | 2009-12-03 | 2010-06-02 | 陕西科技大学 | 一种Ti3AlC2/Al2O3复合材料及其制备方法 |
| CN104495918A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-08 | 陕西科技大学 | 颗粒状二氧化钛/二维纳米碳化钛复合材料的制备方法 |
| CN104496461A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-08 | 陕西科技大学 | 立方状二氧化钛/二维纳米碳化钛复合材料的制备方法 |
| CN104529455A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-22 | 陕西科技大学 | 一种二氧化钛/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法 |
| CN104538597A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-22 | 陕西科技大学 | 雪花状二氧化钛/二维纳米碳化钛复合材料的制备方法 |
| CN105363483A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-03-02 | 陕西科技大学 | 一种二氧化钛纳米线/二维层状碳化钛复合材料的制备方法 |
| WO2017044262A1 (en) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | Drexel University | Improved routes to mx-ene carbides |
| CN107522202A (zh) * | 2017-08-07 | 2017-12-29 | 四川大学 | 一种层状二维材料MXene的制备方法及其应用 |
| US20180053578A1 (en) * | 2011-06-21 | 2018-02-22 | Drexel University | Compositions comprising free-standing two-dimensional nanocrystals |
| CN109967106A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-05 | 齐鲁工业大学 | 一种二维结构复合材料的制备方法 |
| WO2020042948A1 (zh) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 中国科学院金属研究所 | 球磨制备具有片层结构的纳米max相陶瓷粉体或料浆并调控粉体氧含量的方法 |
-
2020
- 2020-04-17 CN CN202010307408.9A patent/CN113526506A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101717252A (zh) * | 2009-12-03 | 2010-06-02 | 陕西科技大学 | 一种Ti3AlC2/Al2O3复合材料及其制备方法 |
| US20180053578A1 (en) * | 2011-06-21 | 2018-02-22 | Drexel University | Compositions comprising free-standing two-dimensional nanocrystals |
| CN104495918A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-08 | 陕西科技大学 | 颗粒状二氧化钛/二维纳米碳化钛复合材料的制备方法 |
| CN104496461A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-08 | 陕西科技大学 | 立方状二氧化钛/二维纳米碳化钛复合材料的制备方法 |
| CN104529455A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-22 | 陕西科技大学 | 一种二氧化钛/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法 |
| CN104538597A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-22 | 陕西科技大学 | 雪花状二氧化钛/二维纳米碳化钛复合材料的制备方法 |
| WO2017044262A1 (en) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | Drexel University | Improved routes to mx-ene carbides |
| CN105363483A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-03-02 | 陕西科技大学 | 一种二氧化钛纳米线/二维层状碳化钛复合材料的制备方法 |
| CN107522202A (zh) * | 2017-08-07 | 2017-12-29 | 四川大学 | 一种层状二维材料MXene的制备方法及其应用 |
| WO2020042948A1 (zh) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 中国科学院金属研究所 | 球磨制备具有片层结构的纳米max相陶瓷粉体或料浆并调控粉体氧含量的方法 |
| CN109967106A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-05 | 齐鲁工业大学 | 一种二维结构复合材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 刘喜斌等: "新型过渡金属碳化物二维纳米材料的制备方法研究", 《湘潭大学自然科学学报》 * |
| 王新宇等: "Ti_3AlC_2的制备及Ti_3C_2T_x薄膜的电化学性能研究", 《中国科学:化学》 * |
| 翟志仁: "《陶瓷工艺》", 30 June 1988 * |
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