水溶性二维碳化钛纳米片的合成与表征.doc

水溶性二维碳化钛纳米片的合成与表征

14000字 27页 原创作品，已通过查重系统



摘要
二维碳化钛是一种过渡金属碳化物二维晶体，它的结构与石墨烯的结构类似。由于其独特的二维纳米结构，二维碳化钛具有优异的物理、化学及电学性能，这种材料已在多个技术领域得到应用，例如催化、储能装置、超级电容器和锂离子电池以及作为聚合物的增强相等。但是二维纳米碳化钛因表面能较高，热力学上倾向于聚焦，在水溶液中容易团聚、结块、沉淀，这大大限制了其在各个领域的实际应用。
本文首先用氢氟酸水溶液剥离三维层状Ti3AlC2中的Al原子层制备二维Ti3C2，然后用对氨基苯磺酸重氮盐溶液在二维碳化钛表面接枝磺酸官能团合成水溶性二维碳化钛纳米片。红外光谱表明磺酸官能团可以连接在二维碳化钛的表面。紫外可见光谱表明磺化二维碳化钛在水中可以形成稳定的分散液。而扫描电镜和透射电镜则显示：磺化后的二维碳化钛可以合成高质量且均匀分散的纳米片状结构。二维磺化碳化钛经弱超声后，得到了单层或少层的二维纳米片，，最大横向尺寸约为2～3微米。我们的结果表明：通过在层片表面接枝带负电荷的官能团的方式可以合成在水中分散性良好的的二维碳化钛。


关键词：水溶性;二维碳化钛;磺化反应;表面修饰;纳米功能材料;