石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料，其特征在于，其由石墨烯量子点gqds表面的羧基与二维过渡金属碳化物ti3c2t
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表面的羟基通过酯化反应键连形成。2.根据权利要求1所述的石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料，其特征在于，该纳米杂化材料中，石墨烯量子点gqds通过表面富含的羧基与二维过渡金属碳化物ti3c2t
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表面的羟基反应，共价修饰到二维过渡金属碳化物ti3c2t
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的表面。3.如权利要求1或2所述的石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：通过两步强酸氧化，将石墨粉氧化剥离得到石墨烯量子点gqds；使用氟化锂/盐酸体系刻蚀，将max相ti3alc2粉末脱去铝原子层得到多层ti3c2t
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纳米片，然后其在氢氧化钠水溶液中搅拌得到表面多羟基的多层ti3c2t
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纳米片，将表面多羟基的多层ti3c2t
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纳米片经过液相剥离得到少层ti3c2t
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纳米片；将少层ti3c2t
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纳米片预先羧基活化的石墨烯量子点gqds在室温下反应得到目标产物g
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ti3c2t
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，即为所述的石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料。4.根据权利要求3所述的石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以石墨粉为原料，使用改良hummers法制备得到氧化石墨烯；(2)取步骤(1)得到的氧化石墨烯溶于浓硝酸和浓硫酸的混合液中，进一步氧化得到石墨烯量子点gqds；(3)将max相的ti3alc2粉末作为二维过渡金属碳化物ti3c2t
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的前驱体，使用氟化锂/盐酸体系刻蚀，得到多层ti3c2t
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纳米片；(4)将步骤(3)得到的多层ti3c2t
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纳米片在氢氧化钠水溶液中搅拌得到表面多羟基的多层ti3c2t
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纳米片；(5)将步骤(4)得到的表面多羟基的多层ti3c2t
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纳米片经超声、离心得到少层ti3c2t
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纳米片；(6)取石墨烯量子点gqds分散于无水二甲基亚砜中，加入预分散的少层ti3c2t
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纳米片的二甲基亚砜分散液，室温下反应得到目标产物g
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ti3c2t
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，即为所述的石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料。5.根据权利要求4所述的石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，浓硝酸和浓硫酸的混合液中，浓硫酸和浓硝酸的体积比为2～4:1，优选浓硫酸和浓硝酸的体积比为3:1。6.根据权利要求4所述的石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，氟化锂/盐酸体系由氟化锂与8～10mol/l的盐酸按照用量之比为1g:15～25ml组成，优选氟化锂/盐酸体系由氟化锂与9mol/l的盐酸按照用量之比为1g:20ml组成；刻蚀过程即将max相ti3alc2粉末分批加入上述氟化锂/盐酸体系，并在30～40℃下搅拌12～48小时；所述的max相ti3alc2粉末与氟化锂/盐酸体系中的氟化锂的质量之比为1:1；优选刻蚀过程中，在35℃下搅拌24小时。
7.根据权利要求4所述的石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，包括以下条件中的任一项或多项：(i)氢氧化钠水溶液在使用前除氧，搅拌过程在氮气氛围下进行；(ii)氢氧化钠水溶液的浓度为0.5～2mol/l，氢氧化钠水溶液与max相ti3alc2粉末的用量之比为30～50ml:1g；优选氢氧化钠水溶液与max相ti3alc2粉末的用量之比为40ml:1g。8.根据权利要求4所述的石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，表面多羟基的多层ti3c2t
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纳米片超声处理进行剥离的过程处于氮气氛围保护下；超声在去离子水中进行，去离子水使用前进行除氧。9.根据权利要求4所述的石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，通过向石墨烯量子点gqds的无水二甲基亚砜分散液中加入edac，用于活化gqds表面的羧基；所述的edac与石墨烯量子点gqds的用量之比为10～30mg:10～20mg；优选所述的edac与石墨烯量子点gqds的用量之比为20mg:15mg。10.根据权利要求4所述的石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，石墨烯量子点gqds与少层ti3c2t
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纳米片的质量比为2～4:5；优选石墨烯量子点gqds与少层ti3c2t
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纳米片的质量比为3:5。

技术总结
本发明涉及一种石墨烯量子点共价功能化二维过渡金属碳化物非线性纳米杂化材料及其制备方法，杂化材料由石墨烯量子点GQDs表面的羧基与二维过渡金属碳化物Ti3C2T


技术研发人员：张弛 方言 伏露露
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2021/12/7