本發(fā)明屬于納米功能材料領(lǐng)域，具體涉及一種棒狀聚苯胺負(fù)載改性碳化鈦及其低溫制備法。

背景技術(shù)：

三元層狀陶瓷材料Ti₃AlC₂屬于層狀六方晶體結(jié)構(gòu)。在Ti₃AlC₂晶體結(jié)構(gòu)中，Ti和C原子形成Ti₆C八面體，被Al層所隔開，C原子位于八面體的中心，C與Ti原子結(jié)合為強(qiáng)共價(jià)鍵，而Ti-Ti，以及Ti與Al之間為弱結(jié)合，類似于石墨間的范德華力弱鍵結(jié)合。

Ti₃AlC₂兼具金屬與陶瓷的性能，在常溫下，其具有導(dǎo)熱性能和導(dǎo)電性能，以及較低的維氏顯微硬度和較高的彈性模量，像金屬一樣可以進(jìn)行機(jī)械加工，并且在較高的溫度下具有塑性，同時(shí)又具備較高的屈服強(qiáng)度，高熔點(diǎn)，高熱穩(wěn)定性和良好的抗氧化性等陶瓷的性能

MXene是一種新型過渡金屬碳化物二維晶體納米材料，具有和石墨烯類似的結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的力學(xué)、電子、磁學(xué)等性能。研究發(fā)現(xiàn)，Ti₃C₂是一種很有前途的新型鋰離子電池負(fù)極材料，還可用于新型復(fù)合材料增強(qiáng)體和高溫潤滑材料，因此其在儲(chǔ)能、電子、潤滑等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。此外，Ti₃C₂納米材料具有獨(dú)特的類石墨烯層狀結(jié)構(gòu)，以及比表面積大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特性，可作為電極的增敏材料，用于構(gòu)制性能良好的電化學(xué)修飾電極，分析檢測(cè)生物小分子，為電化學(xué)傳感領(lǐng)域的發(fā)展將開辟新途徑。

聚苯胺自從1984年，被美國賓夕法尼亞大學(xué)的化學(xué)家MacDiarmid等重新開發(fā)以來，以其良好的熱穩(wěn)定性，化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)可逆性，優(yōu)良的電磁微波吸收性能，潛在的溶液和熔融加工性能，原料易得，合成方法簡(jiǎn)便，還有獨(dú)特的摻雜現(xiàn)象等特性，成為現(xiàn)在研究進(jìn)展最快的導(dǎo)電高分子材料之一。

聚苯胺作為應(yīng)用于電化學(xué)方面最受關(guān)注的導(dǎo)電聚合物，具有高電化學(xué)活性，高摻雜水平，優(yōu)良的比電容，良好的穩(wěn)定性以及易于加工處理等特點(diǎn)。傳統(tǒng)高溫(150℃以上)水熱改性Ti₃C₂的方法容易使Ti₃C₂氧化，破壞Ti₃C₂的二維層狀結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種棒狀聚苯胺負(fù)載改性碳化鈦及其低溫制備法，能夠在低溫下合成棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂材料，減少Ti₃C₂的氧化。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

包括以下步驟：

步驟一：將二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂加入到酒石酸溶液中，分散均勻得到Ti₃C₂混合液；

步驟二：向Ti₃C₂混合液中加入苯胺，分散均勻得到混合溶液A；其中，苯胺和步驟一中二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂的比為(0.05～0.2)mL：(80～600)mg；

步驟三：在0～5℃，向混合溶液A中逐滴加入催化劑，攪拌聚合直至混合溶液A由透明溶液逐漸變成均一的黑色溶液，得到混合溶液B；

步驟四：將混合溶液B洗滌并干燥，得到棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂。

進(jìn)一步地，步驟一中二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂是通過以下步驟制備得到的：

首先取Ti₃AlC₂陶瓷粉體浸沒在質(zhì)量濃度為35wt％～45wt％HF酸溶液中攪拌反應(yīng)6h～120h，對(duì)Ti₃AlC₂粉體進(jìn)行腐蝕處理，其中Ti₃AlC₂陶瓷粉體與HF酸溶液的比為(2～10)g：(50～200)mL；腐蝕處理結(jié)束后用去離子水離心清洗至pH為5～7，將所得固體樣品室溫干燥，得到二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂。

進(jìn)一步地，Ti₃AlC₂陶瓷粉體經(jīng)過球磨細(xì)化處理再浸沒在HF酸溶液中，球磨細(xì)化處理具體包括：首先利用高能球磨細(xì)化純度大于97％的三元層狀Ti₃AlC₂陶瓷粉體，球磨條件：球石，混料及球磨介質(zhì)的質(zhì)量比為10:1:1，球磨轉(zhuǎn)速為400r/min，高能球磨時(shí)間為1h～4h，然后將所得固液混料在40℃～60℃下烘干，得到粒徑在8μm-75μm的Ti₃AlC₂陶瓷粉體。

進(jìn)一步地，步驟一中在室溫下將二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂加入到酒石酸溶液中，二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂和酒石酸的比為(80～600)mg：(0.01～0.05)g。

進(jìn)一步地，步驟一中酒石酸溶液是室溫下將酒石酸溶解在超純水中得到的，酒石酸和超純水的比為(0.01～0.05)g：(80～120)mL。

進(jìn)一步地，步驟一中分散均勻是經(jīng)過超聲處理1～2h。

進(jìn)一步地，步驟二中分散均勻是經(jīng)過超聲處理0.5～1.5h。

進(jìn)一步地，步驟三中加入催化劑為過硫酸銨溶液，過硫酸銨溶液是將每0.1～0.4g的過硫酸銨溶解在10～30mL超純水中得到的；過硫酸銨和步驟一中MXene-Ti₃C₂的比為(0.1～0.4)g：(100～600)mg。

進(jìn)一步地，步驟三中攪拌聚合5～16h。

一種利用如上所述棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂的低溫制備法制得的棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明采用低溫?cái)嚢璺ㄖ苽浒魻罹郾桨坟?fù)載改性Ti₃C₂復(fù)合材料，通過采用二維層狀材料MXene-Ti₃C₂分散在酒石酸溶液中，酒石酸作為有機(jī)酸可以和Ti₃C₂表面的官能團(tuán)反應(yīng)，得到的棒狀聚苯胺負(fù)載在Ti₃C₂表面，方法簡(jiǎn)單有效；本發(fā)明方法在低溫(0～5℃)下制備PANI/Ti₃C₂復(fù)合材料，減少了Ti₃C₂的氧化，保持了Ti₃C₂二維層狀結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)點(diǎn)，操作簡(jiǎn)單安全，改善了Ti₃C₂在高溫下容易被氧化的問題，并且在有機(jī)酸溶液中反應(yīng)，有機(jī)高分子可以改性Ti₃C₂表面的官能團(tuán)使得PANI與Ti₃C₂可以結(jié)合的更加緊密，從而提高材料的電化學(xué)性能，能夠得到負(fù)載均勻的復(fù)合材料。

本發(fā)明得到的棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂復(fù)合材料中二維層狀Ti₃C₂的片層均勻，聚苯胺納米棒分布均勻，該復(fù)合材料比表面積大，導(dǎo)電性良好，親生物性良好，有利于鋰離子電池、超級(jí)電容器等領(lǐng)域的應(yīng)用。在電解液為1mol/L KCl溶液、掃描速率為2mV/s時(shí)，測(cè)試CV,Ti₃C₂比電容為90F/g，而本發(fā)明制備的棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂材料的比電容為527.23F/g。

【附圖說明】

圖1為Ti₃AlC₂粉體的SEM圖。

圖2為Ti₃AlC₂粉體腐蝕處理后的SEM圖。

圖3為MXene-Ti₃C₂負(fù)載聚苯胺納米棒后的樣品SEM圖。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明是一種在酒石酸溶液中低溫制備Ti₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料的方法，首先將Ti₃AlC₂在HF酸中進(jìn)行化學(xué)刻蝕，使Al被選擇性刻蝕掉，形成一種二維層狀材料MXene-Ti₃C₂，然后在酒石酸溶液中，低溫?cái)嚢杼幚?，在二維層狀材料MXene-Ti₃C₂上負(fù)載棒狀聚苯胺，使層狀材料的比表面積增大，并且使材料鋰離子電池、超級(jí)電容器等眾多領(lǐng)域具有更大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和理論價(jià)值。因此，Ti₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料的性能更優(yōu)于單一的MXene-Ti₃C₂，其應(yīng)用將更加廣泛。

本發(fā)明直接在二維層狀碳化鈦上負(fù)載聚苯胺納米顆粒的方法，包括下述步驟：

步驟一，細(xì)化粉體

利用高能球磨細(xì)化純度大于97％的三元層狀Ti₃AlC₂陶瓷粉體，球磨條件：球石，混料及球磨介質(zhì)(無水乙醇)的質(zhì)量比為10:1:1，球磨轉(zhuǎn)速為400r/min，高能球磨時(shí)間為1h～4h，然后將所得固液混料在40℃～60℃下烘干，得到粒徑在8μm-75μm的Ti₃AlC₂陶瓷粉體；

步驟二，二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂的制備

將步驟一中所得Ti₃AlC₂陶瓷粉體浸沒在HF酸溶液中，其中2g～10gTi₃AlC₂粉體浸沒在50mL～200mL質(zhì)量濃度35wt％～45wt％HF酸溶液中反應(yīng)6h～120h；磁力攪拌，對(duì)三元層狀Ti₃AlC₂粉體進(jìn)行腐蝕處理后，用去離子水離心清洗至pH為5～7，將所得固體樣品室溫干燥，得到二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂；

步驟三，低溫?cái)嚢璺ㄖ苽銽i₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料

室溫下將0.01g～0.05g酒石酸溶解在80mL～120mL超純水中，將步驟二所得MXene-Ti₃C₂ 80～600mg溶解在上述溶液中并放入超聲波反應(yīng)器中超聲1～2h，形成分散的Ti₃C₂混合液；向得到的分散的Ti₃C₂混合液中加入0.05～0.2mL苯胺，繼續(xù)超聲0.5～1.5h；0～5℃的低溫下，向所得的混合液中逐滴加入10～30mL過硫酸銨溶液，過硫酸銨：超純水＝0.1～0.4g：10～30mL，攪拌聚合5～16h；最后將低溫?cái)嚢杷玫暮谏旌先芤河贸兯x心洗滌3～6次，再0～5℃冷凍干燥24～48h得到棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂。

實(shí)施例1

1)細(xì)化粉體

利用高能球磨細(xì)化純度大于97％的三元層狀Ti₃AlC₂陶瓷粉體，球磨條件：球石，混料及球磨介質(zhì)(無水乙醇)的質(zhì)量比為10:1:1，球磨轉(zhuǎn)速為400r/min，高能球磨時(shí)間為4h，然后將所得固液混料在50℃下烘干，得到粒徑約為8μm的Ti₃AlC₂陶瓷粉體。

2)二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂的制備

將步驟1)中所得Ti₃AlC₂陶瓷粉體浸沒在HF酸溶液中，其中5g Ti₃AlC₂粉體浸沒在100mL質(zhì)量濃度40wt％HF酸溶液中反應(yīng)48h；磁力攪拌，對(duì)三元層狀Ti₃AlC₂粉體進(jìn)行腐蝕處理后，用去離子水離心清洗至pH為5～6，將所得固體樣品室溫干燥，得到二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂。

由圖1可看出制備的Ti₃AlC₂陶瓷粉體有明顯的層狀結(jié)構(gòu)，并且表面有少量未洗干凈的雜質(zhì)，表明經(jīng)濕法球磨-真空無壓燒結(jié)-高能球磨制備的Ti₃AlC₂為三元層狀結(jié)構(gòu)。

由圖2可以看出，薄片狀Ti₃C₂片層間有明顯間距，與石墨烯結(jié)構(gòu)類似，表明通過HF酸腐蝕Ti₃AlC₂陶瓷粉末成功制備了二維Ti₃C₂材料。

3)低溫?cái)嚢璺ㄖ苽銽i₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料

室溫下將0.01g酒石酸溶解在80mL超純水中，將步驟二所得MXene-Ti₃C₂ 80mg分散在上述溶液中并放入超聲波反應(yīng)器中超聲1h，形成分散的Ti₃C₂混合液；向得到的分散的Ti₃C₂混合液中加入0.05mL苯胺，繼續(xù)超聲0.5h；0℃下，向所得的混合液中逐滴加入0.1g過硫酸銨溶解在10mL超純水中的溶液，攪拌聚合5h；最后將低溫?cái)嚢杷玫暮谏旌先芤河贸兯x心洗滌5次，再0℃冷凍干燥24h得到棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂。

如圖3為Ti₃AlC₂粉體的腐蝕產(chǎn)物MXene-Ti₃C₂負(fù)載聚苯胺納米顆粒后的樣品SEM圖，聚苯胺呈現(xiàn)棒狀的陣列，增大了Ti₃C₂的比表面積，提高了Ti₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料的電化學(xué)性能。

在電解液為1mol/L KCl溶液、掃描速率為2mV/s時(shí)，測(cè)試CV,Ti₃C₂比電容為90F/g，而本發(fā)明制備的棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂材料的比電容為527.23F/g。

實(shí)施例2

1)細(xì)化粉體

利用高能球磨細(xì)化純度大于97％的三元層狀Ti₃AlC₂陶瓷粉體，球磨條件：球石，混料及球磨介質(zhì)(無水乙醇)的質(zhì)量比為10:1:1，球磨轉(zhuǎn)速為400r/min，高能球磨時(shí)間為2h，然后將所得固液混料在50℃下烘干，得到粒徑約為56μm的Ti₃AlC₂陶瓷粉體；

2)二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂的制備

將步驟1)中所得Ti₃AlC₂陶瓷粉體浸沒在HF酸溶液中，其中2gTi₃AlC₂粉體浸沒在50mL質(zhì)量濃度45wt％HF酸溶液中反應(yīng)12h；磁力攪拌，對(duì)三元層狀Ti₃AlC₂粉體進(jìn)行腐蝕處理后，用去離子水離心清洗至pH為5～6，將所得固體樣品室溫干燥，得到二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂；

3)低溫?cái)嚢璺ㄖ苽銽i₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料

室溫下將0.015g酒石酸分散在80mL超純水中，將步驟二所得MXene-Ti₃C₂ 80mg溶解在上述溶液中并放入超聲波反應(yīng)器中超聲1h，形成分散的Ti₃C₂混合液；向得到的分散的Ti₃C₂混合液中加入0.05mL聚苯胺，繼續(xù)超聲0.5h；0℃下，向所得的混合液中逐滴加入0.1g過硫酸銨溶解在10mL超純水中的溶液，攪拌聚合5h；最后將低溫?cái)嚢杷玫暮谏旌先芤河贸兯x心洗滌5次，再0℃冷凍干燥24h得到棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂。

實(shí)施例3

1)同實(shí)施例1步驟1)；

2)二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂的制備

將步驟1)中所得Ti₃AlC₂陶瓷粉體浸沒在HF酸溶液中，其中2g Ti₃AlC₂粉體浸沒在50mL質(zhì)量濃度45wt％HF酸溶液中反應(yīng)6h；磁力攪拌，對(duì)三元層狀Ti₃AlC₂粉體進(jìn)行腐蝕處理后，用去離子水離心清洗至pH為5～6，將所得固體樣品室溫干燥，得到二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂；

3)低溫?cái)嚢璺ㄖ苽銽i₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料

室溫下將0.015g酒石酸溶解在80mL超純水中，將步驟二所得MXene-Ti₃C₂ 90mg分散在上述溶液中并放入超聲波反應(yīng)器中超聲1h，形成分散的Ti₃C₂混合液；向得到的分散的Ti₃C₂混合液中加入0.05mL苯胺，繼續(xù)超聲0.5h；0℃下，向所得的混合液中逐滴加入0.15g過硫酸銨溶解在10mL超純水中的溶液，攪拌聚合5h；最后將低溫?cái)嚢杷玫暮谏旌先芤河贸兯x心洗滌5次，再0℃冷凍干燥24h得到棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂。

實(shí)施例4

1)同實(shí)施例2步驟1)；

2)同實(shí)施例3步驟2)；

3)低溫?cái)嚢璺ㄖ苽銽i₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料

室溫下將0.015g酒石酸溶解在80mL超純水中，將步驟二所得MXene-Ti₃C₂ 80mg分散在上述溶液中并放入超聲波反應(yīng)器中超聲1h，形成分散的Ti₃C₂混合液；向得到的分散的Ti₃C₂混合液中加入0.05mL苯胺，繼續(xù)超聲1h；0℃下，向所得的混合液中逐滴加入0.1g過硫酸銨溶解在10mL超純水中的溶液，攪拌聚合10h；最后將低溫?cái)嚢杷玫暮谏旌先芤河贸兯x心洗滌5次，再0℃冷凍干燥24h得到棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂。

實(shí)施例5

1)同實(shí)施例2步驟1)；

2)同實(shí)施例1步驟2)；

3)低溫?cái)嚢璺ㄖ苽銽i₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料

室溫下將0.02g酒石酸溶解在80mL超純水中，將步驟二所得MXene-Ti₃C₂ 80mg分散在上述溶液中并放入超聲波反應(yīng)器中超聲1h，形成分散的Ti₃C₂混合液；向得到的分散的Ti₃C₂混合液中加入0.05mL苯胺，繼續(xù)超聲0.5h；0℃下，向所得的混合液中逐滴加入0.1g過硫酸銨溶解在10mL超純水中的溶液，攪拌聚合15h；最后將低溫?cái)嚢杷玫暮谏旌先芤河贸兯x心洗滌5次，再0℃冷凍干燥24h得到棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂。

實(shí)施例6

1)細(xì)化粉體

利用高能球磨細(xì)化純度大于97％的三元層狀Ti₃AlC₂陶瓷粉體，球磨條件：球石，混料及球磨介質(zhì)(無水乙醇)的質(zhì)量比為10:1:1，球磨轉(zhuǎn)速為400r/min，高能球磨時(shí)間為1h，然后將所得固液混料在40℃下烘干，得到粒徑約為75μm的Ti₃AlC₂陶瓷粉體；

2)二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂的制備

將步驟1)中所得Ti₃AlC₂陶瓷粉體浸沒在HF酸溶液中，其中10gTi₃AlC₂粉體浸沒在150mL質(zhì)量濃度35wt％HF酸溶液中反應(yīng)120h；磁力攪拌，對(duì)三元層狀Ti₃AlC₂粉體進(jìn)行腐蝕處理后，用去離子水離心清洗至pH為5～6，將所得固體樣品室溫干燥，得到二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂；

3)低溫?cái)嚢璺ㄖ苽銽i₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料

室溫下將0.05g酒石酸分散在100mL超純水中，將步驟二所得MXene-Ti₃C₂ 600mg溶解在上述溶液中并放入超聲波反應(yīng)器中超聲1.5h，形成分散的Ti₃C₂混合液；向得到的分散的Ti₃C₂混合液中加入0.1mL苯胺，繼續(xù)超聲1.5h；2℃下，向所得的混合液中逐滴加入0.2g過硫酸銨溶解在20mL超純水中的溶液，攪拌聚合16h；最后將低溫?cái)嚢杷玫暮谏旌先芤河贸兯x心洗滌3次，再2℃冷凍干燥20h得到棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂。

實(shí)施例7

1)細(xì)化粉體

利用高能球磨細(xì)化純度大于97％的三元層狀Ti₃AlC₂陶瓷粉體，球磨條件：球石，混料及球磨介質(zhì)(無水乙醇)的質(zhì)量比為10:1:1，球磨轉(zhuǎn)速為400r/min，高能球磨時(shí)間為3h，然后將所得固液混料在60℃下烘干，得到粒徑約為20μm的Ti₃AlC₂陶瓷粉體；

2)二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂的制備

將步驟1)中所得Ti₃AlC₂陶瓷粉體浸沒在HF酸溶液中，其中8gTi₃AlC₂粉體浸沒在200mL質(zhì)量濃度38wt％HF酸溶液中反應(yīng)100h；磁力攪拌，對(duì)三元層狀Ti₃AlC₂粉體進(jìn)行腐蝕處理后，用去離子水離心清洗至pH為6～7，將所得固體樣品室溫干燥，得到二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂；

3)低溫?cái)嚢璺ㄖ苽銽i₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料

室溫下將0.03g酒石酸分散在120mL超純水中，將步驟二所得MXene-Ti₃C₂ 500mg溶解在上述溶液中并放入超聲波反應(yīng)器中超聲2h，形成分散的Ti₃C₂混合液；向得到的分散的Ti₃C₂混合液中加入0.2mL苯胺，繼續(xù)超聲1.2h；5℃下，向所得的混合液中逐滴加入0.4g過硫酸銨溶解在30mL超純水中的溶液，攪拌聚合8h；最后將低溫?cái)嚢杷玫暮谏旌先芤河贸兯x心洗滌6次，再5℃冷凍干燥48h得到棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂。

實(shí)施例8

本實(shí)施例研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)體系中Ti₃C₂的用量對(duì)其表面的聚苯胺形貌具有顯著影響，通過將MXene-Ti₃C₂的用量分別調(diào)整為0.05、0.1、0.2、0.4、0.6和0.8g；其它條件與實(shí)施例1相同。

發(fā)現(xiàn)在0.08～0.6g的范圍內(nèi)，隨著MXene-Ti₃C₂量的增加，聚苯胺尺寸由500～1000nm逐漸變?yōu)?0～50nm。而顆粒尺寸較小的聚苯胺改性Ti₃C₂，增大了Ti₃C₂的層間距和比表面積，提高了Ti₃C₂/PANI復(fù)合物的電化學(xué)性能；而MXene-Ti₃C₂添加量過小時(shí)，如添加0.05g時(shí)易發(fā)生團(tuán)聚，太多時(shí)聚苯胺相對(duì)較少，聚苯胺的導(dǎo)電性不能很好發(fā)揮，影響復(fù)合材料性能。

實(shí)施例9

本實(shí)施例研究反應(yīng)體系中在0℃冰浴時(shí)，聚合時(shí)間對(duì)復(fù)合材料表面聚苯胺形貌的影響，聚合時(shí)間分別為8、10、12和16h，其它條件與實(shí)施例1相同，發(fā)現(xiàn)在5～16h內(nèi)，隨時(shí)間延長(zhǎng)，聚苯胺尺寸由500～1000nm逐漸變?yōu)?0～80nm。

本發(fā)明采用低溫?cái)嚢璺ㄖ苽銽i₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料，方法簡(jiǎn)單有效，改善了Ti₃C₂在高溫下容易被氧化的問題，并且能夠得到負(fù)載均勻的復(fù)合材料。在酸溶液中腐蝕處理后，室溫干燥去除MXene-Ti₃C₂最外層的吸附水，減少Ti₃C₂被氧化，而酒石酸作為有機(jī)酸可以和Ti₃C₂表面的官能團(tuán)反應(yīng)，得到的棒狀聚苯胺負(fù)載在Ti₃C₂表面，得到Ti₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料其比表面積更大，并且具有聚苯胺的一些特性，比如導(dǎo)電性、形貌多樣等，因此Ti₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料的性能更優(yōu)于單一的MXene-Ti₃C₂，其應(yīng)用將更加廣泛。為進(jìn)一步在超級(jí)電容器，鋰離子電池，光催化等領(lǐng)域的應(yīng)用，做好了前驅(qū)物的制備工作。本發(fā)明在低溫下制備聚苯胺納米顆粒/二維層狀碳化鈦復(fù)合材料，操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)過程安全。

本發(fā)明提供了一種棒狀聚苯胺負(fù)載改性Ti₃C₂的低溫制備法，包括：高純度三元層狀Ti₃AlC₂粉體的高能球磨細(xì)化晶粒；二維層狀納米材料MXene-Ti₃C₂的氫氟酸腐蝕制備；在酒石酸溶液中低溫氧化聚苯胺使其負(fù)載在MXene-Ti₃C₂，即得Ti₃C₂/聚苯胺復(fù)合材料。本發(fā)明具有制備過程簡(jiǎn)單，工藝可控，成本低，具有二維層狀Ti₃C₂的片層均勻，聚苯胺納米棒分布均勻等特點(diǎn)，比表面積大，導(dǎo)電性良好，親生物性良好，有利于鋰離子電池、超級(jí)電容器等領(lǐng)域的應(yīng)用。