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一步法合成少层Nb2C材料的方法及其应用

发布时间: 2022-12-14

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术转让
成果类型: 发明专利
行业领域:
新材料技术
成果介绍
一步法合成少层Nb2C材料的方法及其应用,本发明涉及一种制备少层Nb2C材料的方法及其应用,它要解决现有少层Nb2C制备方法需要插层剂,合成方法比较繁琐的问题。合成方法:一、将Nb2AlC粉体放入质量浓度为30%~50%的HF水溶液中,在55~65℃下水浴搅拌90~130h,得到反应后的溶液;二、反应后的溶液用离心机在8000~10000r/min下反复进行离心清洗,当体系的pH至5~6,则将离心机的转速降至4000~6000r/min继续离心清洗,得到悬浊液;三、过滤悬浊液。本发明简化了合成步骤,无需插层剂。少层Nb2C作为锂离子电池负极时,显示出高比面积、高比容量和长循环寿命等优点。
成果亮点
2004年,Geim和Novoselov等通过机械剥离的方法从石墨中成功剥离出仅由一层碳原子构成的薄片,即二维石墨烯结构,打破了经典理论“热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在”,开启了二维材料的新时代。随后科学家们采用氧化还原法、SiC外延法、化学气相沉积法(CVD)等方法制备了更稳定的石墨烯,获得了优异的电学性能、导热性能等,已应用于光学器件、化学传感器、新能源电池等诸多领域。但是石墨烯只含有一种元素碳,且层与层间的范德瓦尔斯力较弱,制备过程复杂,在一定程度上限制了其应用。之后科学家们又相继发现了六方氮化硼、二硫化钼、硅烯等二维结构材料,扩充了二维材料的成员。2011年美国Drexel大学的Gogotsi教授和Barsoum教授合作发现了一种新型的二维材料——二维类石墨烯过渡金属碳化物或碳氮化物。研究发现,通过HF腐蚀Ti3AlC2可以制备出相应的二维层状化合物Ti3C2。为了强调蚀刻剂HF对MAX相材料中A元素的选择性蚀刻作用,以及新材料具有类似石墨烯的二维结构,将这种新材料命名为MXenes相材料,
团队介绍
雷锋团队是由哈尔滨师范大学14级政治与行政学院的关明贺同学于2015年9月1日建立的学生自主创立的创业团队。在黑龙江福成科技有限公司的赞助下,旨在为江北的大学生服务,让大学生过上更好的大学生活。自创立以来,雷锋团队本着为同学服务的宗旨,解决大学生生活问题为核心,为大学生提供广大的创业机会。创立后不久已成为哈尔滨江北十余所大学院校人数最多、最有号召力和影响力的学生团队组织。
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

评价单位:“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间:2023-11-11

刘凇佐

哈尔滨工程大学

博导、水声技术重点实验室副主任

综合评价

技术前景广阔,具备技术成果转移转化要求。
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评价单位:“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间:2022-12-15

郭平

黑龙江省创新创业促进会

会长

综合评价

对不同碳基复合纳米材料探究了其形貌及性能,主要内容如下:1.碳笼@超薄碳层的一步法合成及作为锂离子电池阳极材料的应用。十六胺作为一种长链状的表面活性剂,易于形成层状结构,以十六胺作为碳源和结构导向剂,钴离子为金属催化剂,氯化钾为模板,在高能球磨的作用下,利用高温锻烧的方法一步合成出超薄碳层负载钴片,同时研究了它的磁学性能;此外,通过加盐酸刻蚀掉钴片,就形成了一种新型结构的碳纳米材料:超薄碳层负载碳笼。超薄碳层厚度为1.6 nm,大约为5倍单层石墨烯厚度,中空纳米笼分散在碳层上防止其堆积,首次实现了三维碳纳米笼和二维超薄碳层结构的结合。该复合物具备优异的锂离子电池性能。由于三维纳米笼和二维纳米层的协同效应,复合物在0.5 C倍率下的可逆容量为650 mAh·g-1,几乎没有容量损失。
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