本發(fā)明屬于低維納米復合材料制備，涉及一種mxene-貴金屬復合納米材料的簡單、快速制備方法。

背景技術(shù)：

1、mxene材料是一種新型的二維材料，具有獨特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，近年來在許多領域展現(xiàn)出巨大的應用潛力。其組成通常為mn+1xntx，其中m是早期貴金屬，x是碳和/或氮，n=1-4，tx代表表面終止基團（如o,?oh,?f等）。這種結(jié)構(gòu)導致其具有化學結(jié)構(gòu)多樣性，使得mxene具有豐富的成分和性能可調(diào)性。比如其電導率可以從金屬到半導體甚至超導體進行調(diào)節(jié)，通過改變表面終止基團可以實現(xiàn)連續(xù)的性能調(diào)節(jié)。

2、mxene材料在電極材料、植入式電極、化學催化、光熱療法、電磁干擾屏蔽、氣體和壓力傳感、水凈化和海水淡化、導電和增強陶瓷、金屬和聚合物復合材料、激光和led、電路互連和光電探測器等領域有著廣泛的研究和應用。但是mxene材料在某些環(huán)境下可能會迅速氧化，這限制了它們的可控制備和應用。同時，mxene材料的表面化學對其性能有重要影響，但控制表面化學以實現(xiàn)特定應用的需求仍然是一個挑戰(zhàn)。

3、因此，本專利以ti3c2納米片為例，提出了一種化學方法修飾mxene表面，進一步制備得到不同mxene組分的低維mxene-貴金屬復合納米材料，證明了該方法的普適性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對mxene材料在某些環(huán)境下會迅速氧化，不利于可控制備的問題，本發(fā)明基于溫和化學合還原的原理，同時利用mxene自帶的孤對電子的還原能力，提供了一種簡單高效修飾mxene表面的方法，包括：

2、步驟一，將貴金屬前驅(qū)體溶液加入至檸檬酸鈉溶液并攪拌得到貴金屬前驅(qū)體和表面活性劑的前驅(qū)體混合溶液；

3、步驟二，將mxene（ti3c2納米片）分散到氮氣飽和的超純水溶液中，超聲處理得到mxene溶液；

4、步驟三，將步驟一制備得到的前驅(qū)體混合溶液逐滴加入至步驟二制備的mxene溶液中，得到混合反應溶液；

5、步驟四，將步驟三的得到的混合反應溶液進行超聲處理，使反應完全發(fā)生，得到產(chǎn)物溶液；

6、步驟五，將步驟四的得到的產(chǎn)物溶液進行離心濃縮處理，使用超純水清洗后出去上清液即可得到最終產(chǎn)物mxene-貴金屬復合納米材料。

7、進一步，所述步驟一中的貴金屬為金、鈀、鉑中的任意一種，前驅(qū)體溶液通常為貴金屬的氯酸鹽溶液；

8、所述步驟一中的貴金屬前驅(qū)體溶液濃度為20-50?mm，檸檬酸鈉溶液的濃度為30-80?mm，貴金屬前驅(qū)體溶液和檸檬酸鈉溶液的體積比為2-4；

9、進一步，所述步驟二中的超聲時間為5-10分鐘，超聲參數(shù)為100-200?w，mxene溶液濃度為1-2?mg/ml；

10、所述步驟三中的液體滴加速率為5-10?μl/s；

11、進一步，所述步驟四中的超聲時間為5-10分鐘，超聲參數(shù)為100-200?w，反應條件為常溫常壓；

12、所述步驟五中的離心濃縮處理時的離心力為6000-8000?g，離心時間為5-10分鐘。

13、本發(fā)明提出了一種mxene-貴金屬復合納米材料的簡單化學制備方法，該方法借助mxene自帶孤對電子的還原能力，在無需強還原劑和常溫常壓的狀態(tài)下，即實現(xiàn)簡單溫和制備。通過靈活調(diào)整貴金屬前驅(qū)體的組分，可以實現(xiàn)不同mxene-貴金屬復合納米材料可控制備。同時，使用的化學藥品種類少且環(huán)境友好，復合綠色化學合成的原則。

技術(shù)特征：

1.一種mxene-貴金屬復合納米材料的簡單、快速制備方法，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的mxene-貴金屬復合納米材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中的貴金屬為金、鈀、鉑中的任意一種，前驅(qū)體溶液通常為貴金屬的氯酸鹽溶液；

3.如權(quán)利要求1所述的mxene-貴金屬復合納米材料的制備方法，其特征在于，所述步驟二中的mxene組成通常為mn+1xntx，其中m是早期貴金屬，x是碳和/或氮，n=1-4，tx代表表面終止基團（如o,?oh,?f等）；所述步驟二中的超聲時間為5-10分鐘，超聲參數(shù)為100-200?w，mxene溶液濃度為1-2?mg/ml；

4.如權(quán)利要求1所述的mxene-貴金屬復合納米材料的制備方法，其特征在于，所述步驟四中的超聲時間為5-10分鐘，超聲參數(shù)為100-200?w，反應條件為常溫常壓；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于低維納米復合材料制備技術(shù)領域，公開了一種MXene?貴金屬復合納米材料的簡單、快速制備方法。該方法基于溫和化學合還原的原理，同時利用MXene自帶的孤對電子的還原能力，可以實現(xiàn)MXene?貴金屬復合納米材料的溫和制備。通過靈活調(diào)整貴金屬前驅(qū)體的組分，可以實現(xiàn)不同MXene?貴金屬復合納米材料可控制備。同時，使用的化學藥品種類少且環(huán)境友好，復合綠色化學合成的原則。

技術(shù)研發(fā)人員：吳晨碩,張穎朦
受保護的技術(shù)使用者：電子科技大學長三角研究院（湖州）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6