冯世豪，贾 进，刘 江，陶玉帆，常青波，朱元元，周爱国

河南理工大学 材料科学与工程学院，河南 焦作454000



氯化Ti3AlC2陶瓷制备碳化物衍生碳的结构表征

冯世豪，贾 进，刘 江，陶玉帆，常青波，朱元元，周爱国

河南理工大学 材料科学与工程学院，河南 焦作454000

摘 要：以三元碳化物陶瓷Ti3AlC2为原料，在500°C～1000°C温度范围内氯化制备具有纳米孔结构的碳化物衍生碳 (Ti3AlC2-CDC)。高温氯化制备得到的Ti3AlC2-CDC由无定形碳和石墨组成。氯化温度越高，石墨化程度越明显，石墨有序度越高。Ti3AlC2-CDC的结构与前驱体Ti3AlC2的层状结构保持一致。但随着温度升高，Ti3AlC2-CDC会逐渐裂解为单片层或多片层。采用N2吸附技术研究了700°C、800°C和1000°C下制备的Ti3AlC2-CDC的孔隙结构特征，通过分析试样的吸附等温线特征和孔径分布探讨了温度对CDC孔结构的影响。

关键词:纳米多孔材料；碳化物衍生碳；Ti3AlC2；氯化

碳化物衍生碳 (Carbide-Derived Carbon, CDC) 是以碳化物为前驱体，通过去除晶格中的非碳原子，剩下骨架碳结构，从而得到的一种新型碳材料[1]。CDC通常可以通过使用高温氯气选择性刻蚀金属元素而得到。CDC具有高的比表面积、可调的孔径分布与可控的微观结构等特点，因此在许多领域都有重要的应用价值，如氢气储存[2]、甲烷储存[3]、气体分离[4]、海水淡化和水净化[5]、润滑摩擦涂层[6]、催化剂载体[7]、锂离子电池电极[8]以及超级电容器电极材料[9]等。

近年来，用于制备CDC的碳化物前驱体主要包括二元碳化物、三元碳化物以及聚合物碳前驱体等[10,11]。用于制备CDC的三元碳化物通常是MAX相。常见的MAX相包括Ti3SiC2、Ti3AlC2、Ti2AlC等，这类三元碳化物化学通式为M(n+1)AX(n)。……