水溶性二維碳化鈦納米片的合成與表征

14000字 27頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)



摘要
二維碳化鈦是一種過渡金屬碳化物二維晶體，它的結(jié)構(gòu)與石墨烯的結(jié)構(gòu)類似。由于其獨特的二維納米結(jié)構(gòu)，二維碳化鈦具有優(yōu)異的物理、化學及電學性能，這種材料已在多個技術(shù)領(lǐng)域得到應用，例如催化、儲能裝置、超級電容器和鋰離子電池以及作為聚合物的增強相等。但是二維納米碳化鈦因表面能較高，熱力學上傾向于聚焦，在水溶液中容易團聚、結(jié)塊、沉淀，這大大限制了其在各個領(lǐng)域的實際應用。
本文首先用氫氟酸水溶液剝離三維層狀Ti3AlC2中的Al原子層制備二維Ti3C2，然后用對氨基苯磺酸重氮鹽溶液在二維碳化鈦表面接枝磺酸官能團合成水溶性二維碳化鈦納米片。紅外光譜表明磺酸官能團可以連接在二維碳化鈦的表面。紫外可見光譜表明磺化二維碳化鈦在水中可以形成穩(wěn)定的分散液。而掃描電鏡和透射電鏡則顯示：磺化后的二維碳化鈦可以合成高質(zhì)量且均勻分散的納米片狀結(jié)構(gòu)。二維磺化碳化鈦經(jīng)弱超聲后，得到了單層或少層的二維納米片，，最大橫向尺寸約為2～3微米。我們的結(jié)果表明：通過在層片表面接枝帶負電荷的官能團的方式可以合成在水中分散性良好的的二維碳化鈦。


關(guān)鍵詞：水溶性;二維碳化鈦;磺化反應;表面修飾;納米功能材料;