摘要二维材料有着不同于它们对应的三维物质的性质，研究最为深入的二维材料是石墨烯。2004年，科学家通过机械剥离获得单层石墨烯。一些其它的层状材料，如六方氮化硼，也可以通过剥离获得二维片层。有趣的是，早在1986年就有成功剥离单层二硫化钼的报道。本实验中，我们研究了一种二维纳米片层，它由一些Ti2C片层组成，它通过在室温下用氢氟酸剥离Ti2AlC得到。经过处理获得的粉末有很好的导电性和延展性，表明它在锂电池，电容器和其它电子器件方面有应用潜力。我们知道，世界上有60多组层状三元碳化物和氮化物，它们被称为MAX相，从Ti2AlC合成Ti2C为其它二维材料的合成打开了大门。67163

毕业论文关键词  Ti2AlC  合成  剥离  二维材料

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title    Preparation and characterization of binary carbide                  

           that is in class of graphene                                                

Abstract

Typically two-dimensional free-standing crystals exhibit properties that differ from those of their 3D counterparts.Arguably the most studied free-standing 2D material is graphene,which was produced by mechanical exfoliation into single-layers in 2004.Some other layered materials,such as hexagonal BN,have also been exfoliated into 2D sheets.Interestingly,

Exfoliated MoS2 single layers were reported as early as in 1986.here,we report on 2D nanosheets,composed of a few Ti2C layers,produced by the room temperature exfoliation of Ti2AlC in hydrofluoric acid.The good conductivity and ductility of the treated powders suggest uses in Li-ion batteries,pseudocapacitors,and other electronic applications.Since Ti2AlC is a member of a 60+ group of layered ternary carbides and nitrides known as the MAX phases,this discovery opens a door to the synthesis of other 2D crystals.   

Keywords  Ti2AlC  synthesis  exfoliated  two-dimensional 

目录

1  绪论 1

1.1  引言 1

1.2  典型二维材料简介 1

1.3  二维材料的研究现状 8

1.4 实验的研究意义与内容 14

2  实验方法及过程 17

2.1  实验原料 17

2.2  实验过程 17

2.3  烘干粉末的检测 19

2.4  实验仪器 20

3  实验结果及分析 20

3.1  XRD分析 20

3.2  SEM图 21

3.3  TEM图 23

3.4  XPS图 23

结  论 26

致  谢 27

参 考 文 献 28

1  绪论

1.1 引言

    二维材料是指在某一维度上为纳米尺度的材料，因其特殊结构而具有某些特殊性能，从而成为国际上的研究热点，二维材料的发现始于石墨烯。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出二维石墨烯，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的二维材料，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯的成功剥离为二维材料的发展奠定了坚实的基础。但是石墨烯相对简单的结构和化学性能限制了石墨烯的进一步研究发展，这就需要发现复杂的结构和化学性能的二维类石墨烯材料。类石墨烯Ti2C 是一种具有类似石墨烯结构的新型准二维纳米结构金属碳化物，是2011年问世的“MXene”类石墨烯材料的代表。基于类石墨烯Ti2C 的独特结构特性，研究揭示其物理和化学性能，进而探索其应用领域具有重要意义。2011 年以来，美国Drexel 大学的MW Barsoum 等学者采用将三元层状MAX 相陶瓷材料在HF 溶液中浸蚀除去“A”层的方法制备了多种具有类石墨烯结构的金属碳化物准二维纳米材料，并称其为“MXene” [7,8] 。MXene 类石墨烯材料的问世极大地丰富了二维纳米材料的种类。与其它类石墨烯材料相比，MXene 材料更易于制备，且其化学组成更加多样，因而其发展和应用前景受到人们的关注。