1.一种MXene与碳纳米管的复合空心纳米球的自催化制备方法,其特征在于,包括以下步骤:以带正电的三聚氰胺甲醛树脂微球作为模板,通过静电相互作用将带负电的MXene纳米片包覆到三聚氰胺甲醛树脂微球上,制备得到三聚氰胺甲醛树脂与MXene的复合纳米微球,再利用浸渍法将钴离子负载到三聚氰胺甲醛树脂与MXene的复合纳米微球上,最后高温煅烧除去三聚氰胺甲醛树脂,得到MXene与碳纳米管的复合空心纳米球。
2.根据权利要求1所述的MXene与碳纳米管的复合空心纳米球的自催化制备方法,其特征在于:MXene为Ti3C2Tx MXene。
3.根据权利要求2所述的MXene与碳纳米管的复合空心纳米球的自催化制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
1)以三聚氰胺和甲醛为单体,柠檬酸为引发剂,PVA为分散剂,在加热条件下制备三聚氰胺甲醛树脂微球,之后离心、纯化并干燥,得到三聚氰胺甲醛树脂微球粉末;
2)以Ti3C2Al MAX相陶瓷为原料,通过HCl-LiF体系刻蚀,得到Ti3C2TxMXene纳米片,并分散于去离子水中,得Ti3C2Tx MXene胶体溶液;
3)将步骤1)所得的三聚氰胺甲醛树脂微球粉末分散于去离子水中得到三聚氰胺甲醛树脂微球分散液,再加入步骤2)制得的Ti3C2Tx MXene胶体溶液,搅拌混合,依次经过离心、清洗和干燥,得到三聚氰胺甲醛树脂与Ti3C2TxMXene的复合纳米球;
4)将步骤3)制得的三聚氰胺甲醛树脂与Ti3C2Tx MXene的复合纳米球球置于含钴前驱体溶液中,利用浸渍法将钴离子负载到三聚氰胺甲醛树脂与Ti3C2Tx MXene的复合纳米球上,得到负载Co2+的三聚氰胺甲醛树脂与Ti3C2TxMXene的复合纳米球;
5)将步骤4)制得的负载Co2+的三聚氰胺甲醛树脂与Ti3C2Tx MXene的复合纳米球置于管式炉,在氩气氛围下进行高温煅烧,得到MXene与碳纳米管的复合空心纳米球。
4.根据权利要求3所述的MXene与碳纳米管的复合空心纳米球的自催化制备方法,其特征在于,步骤1)所述的三聚氰胺甲醛树脂微球的制备方法具体为:以每2g三聚氰胺计,将2g三聚氰胺和1.8-2.2mL甲醛加入到100mL水中,升温至75-85℃,待溶液澄清后,加入0.49-
0.59g PVA,待PVA完全溶解后再加入0.19-0.23g柠檬酸,反应8-12min,进行2-3次的清洗与离心过程,收集下层沉淀干燥,即得到三聚氰胺甲醛树脂微球粉末。
5.根据权利要求3所述的MXene与碳纳米管的复合空心纳米球的自催化制备方法,其特征在于:步骤2)所述的HCl的浓度为8.1-9.9mol/L,所述的HCl、LiF与Ti 3C2Al MAX相陶瓷粉的质量比为(6.57:1:2)-(6.57:2:1);所述刻蚀时间为96-120h;所述Ti3C2Tx MXene胶体溶液浓度为1.8-2.22mg/mL。
6.根据权利要求3所述的MXene与碳纳米管的复合空心纳米球的自催化制备方法,其特征在于:步骤3)所述的三聚氰胺甲醛树脂微球分散液的浓度为9-11mg/mL;所述Ti3C2Tx MXene胶体溶液与三聚氰胺甲醛树脂微球分散液的体积比为(1:0.8)-1;搅拌时间为1-2h。
7.根据权利要求3所述的MXene与碳纳米管的复合空心纳米球的自催化制备方法,其特征在于:步骤4)所述的含钴前驱体溶液为每0.05g的Co(NO3)2·6H2O分散在1-2mL乙醇中配置而成;Co(NO3)2·6H2O与步骤3)所加入的Ti3C2TxMXene的质量比为1:(0.9-1.1)。
8.根据权利要求3所述的MXene与碳纳米管的复合空心纳米球的自催化制备方法,其特征在于:步骤5)所述的煅烧工艺条件为:室温下以9-11℃/min的速率升温至850-950℃,保温55-65min。
9.一种根据权利要求1至8任一所述的MXene与碳纳米管的复合空心纳米球的自催化制备方法制备得到的MXene与碳纳米管的复合空心纳米球。
10.一种根据权利要求9所述的MXene与碳纳米管的复合空心纳米球的用途,其特征在于:用作储能材料或电化学传感平台。