本发明涉及纳米复合材料及其应用，具体涉及一种zns-mxene异质结构的制备方法及其应用。
背景技术：
1、随着对便携式电子产品、电动汽车和智能电网需求的不断增长，需要更多样化的储能系统来取代传统的锂离子电池。锂硫电池被认为是最有前途的下一代储能系统之一，然而，其进一步的商业化应用仍面临许多问题，如硫利用率低、容量衰减快和倍率性能差等。广泛研究表明，其中最主要的问题是臭名昭著的“穿梭效应”。
2、为了抑制穿梭效应，mxene作为一种新型二维过渡金属碳化物/碳氮化物材料，因其良好的导电性、二维结构和丰富的表面官能团，特别是能够通过ti-s键与多硫化物产生强烈的相互作用，而被作为催化剂引入锂硫电池以加速硫物种的吸附-催化转化反应。然而，单纯的mxene材料由于比表面积大以及大量氢键的作用，具有强烈的自堆积趋势，往往缺乏足够的活性位点。因此，有必要对mxene表面进行可控操作，以最大限度地提高锂硫电池的活性和效率。据报道，mxene衍生异质结构不仅具有防止纳米片堆叠的特性，还能协同利用不同材料的优势，更好地降低反应能垒，从而加速氧化还原动力学。然而，mxene衍生异质结构的制备通常涉及高温反应，这很容易导致mxene氧化，从而降低导电性，大大阻碍了其应用。因此，如何在不牺牲mxene原有特性的前提下进一步增强其催化多硫化物转化的活性仍然是一项挑战。针对以上问题，本发明提供了一种zns-mxene异质结构的制备方法及其应用。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种zns-mxene异质结构的制备方法及其应用，将制得的zns-mxene异质结构应用于锂硫电池的隔膜修饰中，可以加速硫氧化还原反应，提高硫利用率和缓减穿梭效应，提高锂硫电池的长循环稳定性以及使用寿命。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种zns-mxene异质结构的制备方法，包括以下步骤：
3、(1)取lif加入hcl溶液中混合均匀，加入ti3alc2 max后水浴加热搅拌反应，然后离心去除沉淀后得到mxene溶液；
4、(2)取mxene溶液加入到硝酸锌水溶液中搅拌使mxene纳米片表面均匀吸附锌离子，然后依次加入浓硝酸、硫代乙酰胺和去离子水，在低温水浴下回流加热反应，使硫化锌纳米球在mxene纳米片表面原位形核生长，反应完成后冷却、离心洗涤后再真空干燥得到zns-mxene异质结构。
5、优选的，所述步骤(1)中，lif的用量为0.8～1.6g；hcl溶液的用量为10～20ml，浓度为9m；ti3alc2 max的用量为0.5～1g。
6、优选的，所述步骤(1)中，水浴加热反应温度为32℃，反应时间为48h。
7、优选的，所述步骤(1)中，所得的mxene溶液浓度为10mg/ml。
8、优选的，所述步骤(2)中，mxene溶液的用量为7.5～15ml；硝酸锌水溶液的用量为10～20ml，浓度为30mg/ml。
9、优选的，所述步骤(2)中，浓硝酸的用量为25～50μl，浓度为16m；硫代乙酰胺的用量为0.9～1.8g；去离子水的用量为12.5～25ml。
10、优选的，所述步骤(2)中，低温水浴的温度为60～70℃，回流加热的时间为3～4h。
11、优选的，所述步骤(2)中，洗涤所用溶液为去离子水和异丙醇，真空干燥温度为50℃。
12、本发明还提供了上述制备方法制得的zns-mxene异质结构。
13、本发明还提供了上述制得的zns-mxene异质结构在锂硫电池隔膜修饰中的应用。
14、因此，本发明提供了一种zns-mxene异质结构的制备方法及其应用，具体有益效果如下：
15、(1)本发明采用低温原位法制备zns-mxene异质结构，可以防止mxene氧化和自堆叠，从而在保留其高导电特性的同时暴露更多活性位点，有利于实现多硫化物的高效催化转化，操作过程简单易得，具有良好的应用前景；
16、(2)本发明所制备的zns-mxene异质结构，其界面处的内置电场可以增强吸附-催化活性并促进电子/li+迁移，进一步改善硫的氧化还原动力学；
17、(3)本发明所得的zns-mxene异质结构隔膜修饰材料应用于锂硫电池，具有良好的循环稳定性，可有效抑制穿梭效应。
18、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种zns-mxene异质结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种zns-mxene异质结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，lif的用量为0.8～1.6g；hcl溶液的用量为10～20ml，浓度为9m；ti3alc2 max的用量为0.5～1g。
3.根据权利要求1所述的一种zns-mxene异质结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，水浴加热反应温度为32℃，反应时间为48h。
4.根据权利要求1所述的一种zns-mxene异质结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所得的mxene溶液浓度为10mg/ml。
5.根据权利要求1所述的一种zns-mxene异质结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，mxene溶液的用量为7.5～15ml；硝酸锌水溶液的用量为10～20ml，浓度为30mg/ml。
6.根据权利要求1所述的一种zns-mxene异质结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，浓硝酸的用量为25～50μl，浓度为16m；硫代乙酰胺的用量为0.9～1.8g；去离子水的用量为12.5～25ml。
7.根据权利要求1所述的一种zns-mxene异质结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，低温水浴的温度为60～70℃，回流加热的时间为3～4h。
8.根据权利要求1所述的一种zns-mxene异质结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，洗涤所用溶液为去离子水和异丙醇，真空干燥温度为50℃。
9.一种zns-mxene异质结构，其特征在于：所述zns-mxene异质结构是采用权利要求1-8任一项制备方法制得的。
10.根据权利要求9所述的一种zns-mxene异质结构，其特征在于：所述zns-mxene异质结构用于锂硫电池的隔膜修饰中。
