科创中国
具有单向性的碳化钛气凝胶的制备方法及其应用
发布时间: 2022-12-09
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
高新技术改造传统产业
成果介绍
具有单向性的碳化钛气凝胶的制备方法及其应用，本发明为了解决现有气凝胶材料多为各向同性。制备方法：将LiF加入到浓HCl溶液中搅拌，然后加入Ti3AlC2粉体，水浴搅拌反应，得到反应液；二、依次用HCl水溶液和LiCl水溶液离心处理；三、离心清洗，收集得到上层清液；四、上层清液进行离心处理；五、向固相沉淀物中加入去离子水，得到均匀浆液；六、对均匀浆液进行定向冷冻，得到固态冷冻物；七、对固态冷冻物进行冷冻干燥处理。本发明得到的具有单向性的碳化钛气凝胶在形貌上具有单向性，性质上具有各向异性。将该碳化钛气凝胶作为超级电容器的工作电极，表现出高面积比电容特性。
成果亮点
一、将1～2g LiF加入到20～25mL浓HCl溶液中搅拌，然后分多次加入Ti3AlC2粉体，在30～45℃加热条件下水浴搅拌反应，得到反应液；
二、对步骤一得到的反应液进行离心处理，收集固相沉淀物；
三、先用质量浓度为3％～5％的HCl水溶液在7000～9000r/min下对固相沉淀物离心清洗多次，再用质量浓度为3％～5％的LiCl水溶液在7000～9000r/min下对固相沉淀物离心清洗多次，然后加入去离子水清洗，反复多次，直至上清液的pH值为5～7时，降低离心机的转速，继续使用去离子水离心清洗，收集得到上层清液；
四、对步骤三得到的上层清液进行离心处理，得到固体沉淀；
五、向固相沉淀物中加入去离子水，超声处理，得到均匀浆液；
六、将均匀浆液转移至聚四氟乙烯模具中，并放在浸入液氮的金属底座上，对均匀浆液进行定向冷冻，直至均匀浆液冻为固态，得到固态冷冻物；
七、对固态冷冻物在-70℃～-100℃、0～20Pa下进行冷冻干燥处理，得到具有单向性的碳化钛气凝胶；
团队介绍
雷锋团队是由哈尔滨师范大学14级政治与行政学院的关明贺同学于2015年9月1日建立的学生自主创立的创业团队。在黑龙江福成科技有限公司的赞助下，旨在为江北的大学生服务，让大学生过上更好的大学生活。自创立以来，雷锋团队本着为同学服务的宗旨，解决大学生生活问题为核心，为大学生提供广大的创业机会。创立后不久已成为哈尔滨江北十余所大学院校人数最多、最有号召力和影响力的学生团队组织。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2023-11-11
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2023-02-24
黄剑华
哈尔滨工业大学
教授
综合评价
一、超级电容器的构建：
以具有单向性的碳化钛气凝胶材料作为工作电极，碳棒电极和Ag/AgCl电极分别作为对电极和参考电极，以1.0mol/L的H2SO4溶液作为电解液，构建三电极超级电容器件；
二、电化学性能的测试
使用电化学工作站(VMP3，法国)在室温下、电压窗口为-0.4V到0.2V的条件下测试三电极超级电容器件的循环伏安曲线、恒流充放电曲线以及在不同扫速下的面积比电容。
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