一种具有垂直孔道结构的二维MXene膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于MXene膜的技术领域，公开了一种具有垂直孔道结构的二维MXene膜及其制备方法。方法：(1)将MAX粉末在盐酸与氟化锂的作用下进行刻蚀，离心，洗涤，干燥，超声分散，获得MXene纳米片溶液；(2)将MXene纳米片溶液进行电泳沉积，取出，进行冷冻处理，干燥，获得具有垂直孔道结构的MXene膜；电泳沉积的条件：电压为1‑36V，时间为10s‑30min；所述冷冻处理的温度为‑196℃～‑100℃。本发明专利技术的方法简单，绿色环保，所制备的膜为具有垂直孔道结构，能够加快分子的穿膜速率；本发明专利技术的膜在储能、催化、光电材料、生物药物、电磁屏蔽、吸波材料等领域具有广泛的应用前景。

A Two-Dimensional MXene Film with Vertical Channel Structure and Its Preparation Method

The invention belongs to the technical field of MXene film, and discloses a two-dimensional MXene film with vertical channel structure and a preparation method thereof. METHODS: (1) MXene nanosheet solution was obtained by etching, centrifugation, washing, drying and ultrasonic dispersion of MAX powder under the action of hydrochloric acid and lithium fluoride; (2) MXene nanosheet solution was electrophoretically deposited, taken out, frozen and dried to obtain MXene film with vertical pore structure; electrophoretic deposition conditions were as follows: voltage was 1_36V, time was 10 s 30min; The temperature of freezing treatment ranged from The method of the invention is simple, green and environmentally friendly, and the prepared film has a vertical pore structure, which can speed up the penetration rate of molecules. The film of the invention has wide application prospects in the fields of energy storage, catalysis, photoelectric materials, biological drugs, electromagnetic shielding, microwave absorbing materials and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种具有垂直孔道结构的二维MXene膜及其制备方法
本专利技术属于MXene膜的
，具体涉及一种具有垂直孔道结构的MXene膜及其制备方法。
技术介绍
纳米材料由于尺寸效应，具有远优于宏观块体材料的物理化学性质，因而受到广泛关注。功能纳米材料的性能很大程度上依赖于其形貌、尺寸和晶相结构，对其微观结构进行精细调控，实现结构设计和可控构筑已成为近年来纳米材料科学研究的热点领域。近年来，以氧化石墨烯膜为在离子分离领域发展迅速，类似的二维纳米膜材料因其机械性能良好、化学稳定性高、制备简单、性能优异等特点引起科研界的广泛关注。而二维MXene(过渡金属碳氮化物)膜，与氧化石墨烯膜相比，制备更简单，导电性更高，亲水性更好，在分离领域展现出了工业应用潜力。其中二维膜结构由二维纳米片堆叠而成，通过片与片之间的层间距以及表面缺陷达到选择性筛分的效果。二维纳米片的水平堆叠制备的膜，分子在膜里面传输要通过弯弯曲曲的层间通道不断扩散到另一侧，因此会随着厚度的增加显著降低传输速率，同时又容易重堆积和团聚。如果能制备具有垂直通道的二维膜，在进行离子等分子传输相比于普通层状堆叠的结构传输显然能更快，而且厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有垂直孔道结构的MXene膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将MAX粉末在盐酸与氟化锂的作用下进行刻蚀，离心，洗涤，干燥，超声分散，获得MXene纳米片溶液；(2)将MXene纳米片溶液进行电泳沉积，取出，进行冷冻处理，干燥，获得具有垂直孔道结构的MXene膜；步骤(2)中所述电泳沉积的条件：电压为1‑36V，时间为10s‑30min；步骤(2)中所述冷冻处理的温度为‑196℃～‑100℃，冷冻处理的时间为20s‑8min。

【技术特征摘要】
1.一种具有垂直孔道结构的MXene膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将MAX粉末在盐酸与氟化锂的作用下进行刻蚀，离心，洗涤，干燥，超声分散，获得MXene纳米片溶液；(2)将MXene纳米片溶液进行电泳沉积，取出，进行冷冻处理，干燥，获得具有垂直孔道结构的MXene膜；步骤(2)中所述电泳沉积的条件：电压为1-36V，时间为10s-30min；步骤(2)中所述冷冻处理的温度为-196℃～-100℃，冷冻处理的时间为20s-8min。2.根据权利要求1所述具有垂直孔道结构的MXene膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述氟化锂与盐酸的质量体积比为(5～10)g：(100～200)mL；所述盐酸溶液浓度为6～12mol/L；步骤(1)中所述MAX粉末为Ti2AlC、V2AlC、Ti3SiC2、Ti3AlC2、Ti4AlN3和Nb4AlC3中的一种；所述MAX粉末与氟化锂的质量比为(4～10)：(5～10)。3.根据权利要求1所述具有垂直孔道结构的MXene膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述刻蚀的时间为24～48小时；步骤(1)中所述MXene纳米片溶液的溶剂为水，所述MXene纳米片溶液的浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏嫣莹，邓俊杰，王海辉，李理波，卢纵，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44