1.CoFe@MXene/碳气凝胶复合材料的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1,用LiF‑HCl刻蚀Ti3AlC2前驱体制备少层MXene粉末;
步骤2,通过水热法制备CoFe2O4@MXene粉末;具体为:在磁力搅拌下,将PVP溶解在去离子水中,待完全溶解后,将Fe(NO3)3·9H2O、Co(NO3)2·6H2O和少层MXene粉末加入到该溶液中,超声分散30分钟,加入尿素,混合均匀,之后将混合液转移到高压反应釜中,密封,在180℃下水热反应12h,自然冷却到室温,收集沉淀物,洗涤、干燥,即可得到CoFe2O4@MXene粉末;
PVP、Fe(NO3)3·9H2O、Co(NO3)2·6H2O、少层MXene粉末、尿素和去离子水的质量比为
0.15:0.135~0.404:0.097~0.145:0.7047~0.548:0.12:60;
步骤3,利用CoFe2O4@MXene粉末和纤维素制备CoFe2O4@MXene/纤维素气凝胶;具体为:步骤3.1,将NaOH、尿素加入去离子水中,搅拌15min,得到混合液,再将混合液置于冰箱中进行冷藏;再加入纤维素粉,搅拌均匀,将溶液置于冰箱中冷冻,自然解冻,加入CoFe2O4@MXene粉末,超声分散,再置于‑26℃的条件下冷冻12h,自然解冻后加入MBA,搅拌均匀;
步骤3.2,将经步骤3.1后得到的混合溶液倒入六孔细胞培养板的模具中,静置一天,得到CoFe2O4@MXene/纤维素水凝胶,再用去离子水将其洗涤至中性,在‑26℃的条件下冷冻
12h,最后冷冻干燥48h,得到CoFe2O4@MXene/纤维素气凝胶;
步骤4,将步骤3得到的CoFe2O4@MXene/纤维素气凝胶放入管式炉中进行碳化处理,得到CoFe@MXene/碳气凝胶复合材料。
2.根据权利要求1所述的CoFe@MXene/碳气凝胶复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,具体步骤如下:步骤1.1,将LiF与HCl充分混合,然后在冰浴条件下缓慢添加MAX相前驱体粉末,得到混合物;
LiF、HCl与MAX相前驱体粉末的质量比为1:20:1;
步骤1.2,将混合物在35℃的条件下搅拌24小时,获得Ti3C2Tx悬浮液,之后用去离子水反复离心洗涤至溶液pH为7,得到Ti3C2Tx沉淀物;
步骤1.3,将Ti3C2Tx沉淀物分散于去离子水中,超声处理15min,以促进多层MXene的分层,然后继续以3500r/min的速率离心15min,循环数次,取上清液,获得少层MXene分散液;
步骤1.4,将上述获得的少层MXene分散液预先在‑26℃下冷冻后,用冷冻干燥机将其冷冻干燥,获得少层MXene粉末。
3.根据权利要求1所述的CoFe@MXene/碳气凝胶复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3.1中,冷藏温度为‑12℃,冷藏时间为12h;冷冻温度为‑26℃,冷冻时间为24h。
4.根据权利要求1所述的CoFe@MXene/碳气凝胶复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3.1中,NaOH、尿素、CoFe2O4@MXene粉末、纤维素粉、MBA和去离子水的质量比为7:12:
0.1458:2.43:2.34:81。
5.根据权利要求1所述的CoFe@MXene/碳气凝胶复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤4中,碳化条件具体为:以50~100mL/s的速率通入氮气,先以3℃/min的速率升至300℃保温1h,随后以5℃/min的速率升温至800℃~1200℃并保温2h后,冷却至室温。