一种碲掺杂MXene材料及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109786743A(43)申请公布日2019.05.21(21)申请号201910036504.1(22)申请日2019.01.15(71)申请人五邑大学地址529000广东省江门市蓬江区东成村22号(72)发明人张业龙孙宏阳徐晓丹王炳春宋伟东汪达张弛刘争郭月温锦秀陈梅曾庆光彭章泉(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人梁嘉琦(51)Int.Cl.H01M4/58(2010.01)H01M4/583(2010.01)H01M10/054(2010.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种碲掺杂MXene材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种碲掺杂MXene材料及其制备方法，包括以下步骤：(1)将MXene和碲源按照质量比为1：1～5分别加入两个石英方舟中；(2)将两个石英舟放置在管式炉中，其中，盛放碲源的石英方舟位于进气侧，盛放MXene的石英方舟位于出气侧，两方舟间隔1-5cm；(3)在气体流速为70-300ml/min的惰性气体保护下，以3～8℃/min的升温速度加热至300-500℃，保温3-5小时后冷至室温；(4)收集位于出气侧的石英方舟中的固体，即得到碲掺杂MXene材料。本发明制备的碲掺杂的MXene材料可极大提高钠离子电池的比容量、循环稳定性能，且制备方法简单，安全环保，适合大规模应用。CN109786743ACN109786743A权利要求书1/1页1.一种碲掺杂MXene材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将MXene和碲源按照质量比为1：1～5分别加入两个石英方舟中；(2)将两个石英舟放置在管式炉中，其中，盛放碲源的石英方舟位于进气侧，盛放MXene的石英方舟位于出气侧，两方舟间隔1-5cm；(3)在气体流速为70-300ml/min的惰性气体保护下，以3～8℃/min的升温速度加热至300-500℃，保温3-5小时后冷却至室温；(4)收集位于出气侧的石英方舟中的固体，即得到碲掺杂MXene材料。2.根据权利要求1所述的碲掺杂MXene材料的制备方法，其特征在于，所述碲源为碲粉、亚碲酸钠中的至少一种。3.根据权利要求1所述的碲掺杂MXene材料的制备方法，其特征在于，所述MXene为Ti3C2Tx、Mo3C2Tx、V3C2Tx、Ti3N2Tx、Mo3N2Tx、V3N2Tx、Ti2CTx中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的碲掺杂MXene材料的制备方法，其特征在于，所述碲掺杂MXene材料中碲掺杂量为0.5wt％-15wt％。5.根据权利要求1所述的碲掺杂MXene材料的制备方法，其特征在于，所述碲掺杂MXene材料中碲掺杂量为1.5wt％-10wt％。6.根据权利要求1所述的碲掺杂MXene材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为Ar。7.根据权利要求1所述的碲掺杂MXene材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中在气体流速为220-300ml/min的惰性气体保护下，以4～6℃/min的升温速度加热至350-450℃，保温3-5小时后冷却至室温。8.一种碲掺杂MXene材料，其特征在于，所述碲掺杂MXene材料由权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备得到。9.一种根据权利要求8所述的碲掺杂MXene材料的应用，其特征在于，将所述碲掺杂MXene材料用于钠离子电池负极。2CN109786743A说明书1/5页一种碲掺杂MXene材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种碲掺杂MXene的制备方法及其在钠离子电池中的应用。背景技术[0002]最早商用成功的锂离子电池在储能领域一直占据着主导地位，但随着二次电池使用越加广泛，锂离子电池的固有缺陷，如锂资源储量有限、资源分布不均衡、成本居高不下等问题逐渐引起人们的担忧。随着新能源行业的发展，寻找成本更低、含量更丰富的替代品越发紧迫。[0003]钠存储丰富，钠离子电池(SIB)因其低成本和合适的氧化还原电位(相对于标准氢电极为2.71V)的显著优点而有望取代锂离子电池(LIB)，成为新一代二次电池。钠离子半径大于锂离子半径，在锂离子电池得到广泛应用的石墨材料的层间距较小，Na+插嵌能力差，并不适用于钠离子电池。[0004]MXene材料是一个新的二维金属碳化物和碳氮化物系列，其中M是过渡金属，A是IIIA族或IVA族并且X是C和/或N，经氢氟酸刻蚀，可形成含有羟基、氧和氟的官能团的纳米片状材料，多种化学成分和丰富的官能团赋予MXenes优异的亲水表面和良好的导电性能，因而在储能领域表现出巨大的潜力。与传统碳材料相比，钠离子电池的电化学性能仍存在巨大提升空间。[0005]此外在