本技术涉及低维纳米复合材料的制备技术,特别是一种MXene-贵金属复合纳米材料的简易、快速制备技术。该技术依据温和化学还原机制,结合MXene自身的孤对电子还原特性,实现MXene-贵金属复合纳米材料的温和合成。通过调整贵金属前驱体比例,可实现不同MXene-贵金属复合纳米材料的可控合成。该方法化学药品种类少,环境友好,符合绿色化学合成理念。
背景技术
MXene材料是一种新型的二维材料,具有独特的结构和性质,近年来在许多领域展现出巨大的应用潜力。其组成通常为Mn+1
Xn
Tx
,其中M是早期贵金属,X是碳和/或氮,n=1-4,Tx
代表表面终止基团(如O, OH, F等)。这种结构导致其具有化学结构多样性,使得MXene具有丰富的成分和性能可调性。比如其电导率可以从金属到半导体甚至超导体进行调节,通过改变表面终止基团可以实现连续的性能调节。
MXene材料在电极材料、植入式电极、化学催化、光热疗法、电磁干扰屏蔽、气体和压力传感、水净化和海水淡化、导电和增强陶瓷、金属和聚合物复合材料、激光和LED、电路互连和光电探测器等领域有着广泛的研究和应用。但是MXene材料在某些环境下可能会迅速氧化,这限制了它们的可控制备和应用。同时,MXene材料的表面化学对其性能有重要影响,但控制表面化学以实现特定应用的需求仍然是一个挑战。
因此,本专利以Ti3
C2
纳米片为例,提出了一种化学方法修饰MXene表面,进一步制备得到不同MXene组分的低维MXene-贵金属复合纳米材料,证明了该方法的普适性。
实现思路