含氮中熵或高熵MAX相材料及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种含氮中熵或高熵max相材料的制备方法，其特征在于，步骤包括：以至少一种含氮的max相和数种不含氮的max相作为原料进行反应；其中，所述max相中的m的元素种类之和为四种以上，制备得到含氮中熵或高熵max相材料；或，以至少一种含氮的max相、数种过渡金属的单质或化合物和a的单质或化合物作为原料进行反应，所述max相中m的元素种类与所述数种过渡金属的元素种类之和为四种以上，制备得到含氮中熵或高熵max相材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，得到的所述含氮中熵或高熵max相材料中，所述m选自iiib、ivb、vb、vib、viib、viii、ib、iib族中的至少四种金属元素；a选自ⅶb、
ⅷ
、ⅰb、iib、iiia、iva、va和via族元素中的至少一种；x元素为氮元素及iiia、iva、va和via中的至少一种非金属元素。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氮的max相中，x为碳和氮元素；和/或，所述m或所述过渡金属选自ti、zr、hf、v、nb、ta、cr、mo、w、fe、co、ni、pt、au、ag、pd、cu或bi元素；和/或，所述过渡金属的化合物为过渡金属的碳化物；和/或，所述a选自al、si、p、s、fe、cu、zn、ga、ge、as、cd、in、sn、tl、pb或bi元素。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在进行所述反应之前，还包括：研磨步骤：将所述各原料进行研磨处理；和/或，压制步骤：将所述各原料进行压制形成；优选地，加压压力介于10mpa至50mpa。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度介于600℃至3000℃之间；优选地，介于1000℃至1700℃；和/或，反应时间介于1h～20h。6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，制备得到的所述含氮中熵或高熵max相材料中，原子比c:n为(1-x):x，其中，(0<x<1)；和/或，制得的所述含氮中熵或高熵max相材料中m的元素种类为四、五或六种。7.一种含氮中熵或高熵二维材料的制备方法，其特征在于，步骤包括：将根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法得到的含氮中熵或高熵max相材料与刻蚀剂进行反应，刻蚀其中的a成分，得到含氮中熵或高熵二维材料。8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀剂为卤族单质、卤族氢化物、或氮族氢化物中的一种或多种；或，所述刻蚀剂为卤化氢溶液、酸溶液 卤化盐体系、或卤族金属盐。9.如权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述反应为气相法刻蚀，所述刻蚀剂为气相，或者能够转变为气相进行刻蚀；和/或，得到的所述含氮中熵或高熵二维材料的片层厚度介于2nm至10nm之间。10.一种根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法得到的含氮中熵或高熵max相材料；或，根据权利要求7至9中任一项所述的制备方法得到的含氮中熵或高熵二维材料在催化、传感器、电子器件、超级电容器、电池、电磁屏蔽、吸波材料、耐腐蚀材料、或超导材料的应用。11.一种含氮中熵或高熵max相材料，其特征在于，其由m元素、a元素和x元素组成，其化学通式为m
n 1
ax
n
，其中，所述m元素选自iiib、ivb、vb、vib、viib、viii、ib和iib族中的至少
四种金属元素，所述a元素选自ⅶb、
ⅷ
、ⅰb、ⅱb、iiia、iva、va和via族元素中的至少一种，x元素为氮元素及iiia、iva、va和via中的至少一种非金属元素；n为1、2、3、4、5或6。12.如权利要求11所述的含氮中熵或高熵max相材料，其特征在于，所述x元素为碳和氮元素；和/或，所述m元素选自ti、zr、hf、v、nb、ta、cr、mo、w、fe、co、ni、pt、au、ag、pd、cu或bi元素中四种以上；和/或，所述a元素选自al、si、p、s、fe、cu、zn、ga、ge、as、cd、in、sn、tl、pb或bi元素中的至少一种。13.一种含氮中熵或高熵二维材料，其特征在于，将如权利要求11或12中所述的含氮中熵或高熵max相材料中的a元素刻蚀得到。14.一种高熵max相材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：配料步骤：按照高熵max相材料的化学通式的中各元素的化学计量比确定含有各元素原料的需求量；烧结步骤：将所述原料在保护气氛或真空的条件下，在预定温度下烧结，得到高熵max相材料；其中，所述高熵max相材料由m元素、a元素和x元素组成，其化学通式为m
n 1
ax
n
，其中，所述m元素选自iiib、ivb、vb、vib、viib、viii、ib和iib族中的至少五种金属元素；a选自ⅶb、
ⅷ
、ⅰb、iib、iiia、iva、va和via族元素中的至少一种；x元素选自iiia、iva、va和via中的至少一种非金属元素；所述原料中包括：至少一种原料max相，所述原料max相中m元素的元素种类数介于1至4。15.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述原料max相中包括：中熵max相，所述中熵max相中的m元素的元素种类数为3或4；和/或，所述原料全部为max相材料。16.如权利要求14或15所述的制备方法，其特征在于，所述原料中还包括：所述a元素和所述x元素的化合物；和/或，所述m元素与所述x元素的化合物；和/或，所述m元素的单质、所述a元素的单质或所述x元素的单质中一种或多种。17.一种高熵二维材料的制备方法，其特征在于，将如权利要求14至16中任一项所述的制备方法得到的高熵max相材料中的a元素刻蚀得到；优选地，所述刻蚀剂为卤族单质、卤族氢化物、或氮族氢化物中的一种或多种；或，所述刻蚀剂为卤化氢溶液、酸溶液 卤化盐体系、或卤族金属盐。18.一种如权利要求11或12所述的含氮中熵或高熵max相材料；或，如权利要求13所述的含氮中熵或高熵二维材料在催化、传感器、电子器件、超级电容器、电池、电磁屏蔽、吸波材料、耐腐蚀材料、或超导材料的应用。19.一种如权利要求14至16中任一项所述的制备方法得到的高熵max相材料；或，如权利要求17所述的高熵二维材料在催化、传感器、电子器件、超级电容器、电池、电磁屏蔽、吸波材料、耐腐蚀材料、或超导材料的应用。

技术总结
本发明公开了一种含氮中熵或高熵MAX相材料及二维材料的制备方法，包括步骤：以至少一种含氮的MAX相和数种不含氮的MAX相作为原料进行反应；其中，MAX相中的M的元素种类之和为四种以上，得到含氮中熵或高熵MAX相材料；或，以至少一种含氮的MAX相、数种过渡金属的单质或化合物和A的单质或化合物作为原料进行反应，MAX相中M的元素种类与数种过渡金属的元素种类之和为四种以上，制备得到含氮中熵或高熵MAX相材料。本发明工艺简单，易于工业化放大生产，为含氮中熵或高熵MAX相材料及二维材料的应用奠定基础。应用奠定基础。应用奠定基础。


技术研发人员：杨树斌 杜志国
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2022.01.18
技术公布日：2022/3/15