采用MXene-Fe3O4复合材料制备多场耦合操控驱动器的方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种采用MXene

【技术实现步骤摘要】
采用MXene
‑
Fe3O4复合材料制备多场耦合操控驱动器的方法及应用


[0001]本专利技术涉及多场耦合操控驱动器领域，具体为一种采用MXene
‑
Fe3O4复合材料制备多场耦合操控驱动器的方法及应用，本专利技术是采用MXene
‑
Fe3O4复合材料，并利用层层组装技术制备具有磁性纳米粒子梯度分布的MXene
‑
Fe3O4复合薄膜，由此获得的MXene
‑
Fe3O4复合薄膜驱动器对湿度、光场、电场、热场、磁场均具有响应能力，可实现多场耦合操控。

技术介绍

[0002]驱动器是智能机器人、微机械系统的核心组件。其中具有双层/多层结构的刺激响应驱动器应用最为广泛，其基本原理是靠多种材料在受到外界刺激（湿度、光场、电场、磁场、热场、pH等）时所表现的性质变化差异来实现驱动。一般地，要想实现某种驱动，就要集成相对应的活性材料。为了使驱动器得到更好地应用，驱动器只对单一刺激响应是远远不够的，还必须具备多场耦合操控的能力，若要想实现多场驱动，就需要集成多种活性材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用MXene
‑
Fe3O4复合材料制备多场耦合操控驱动器的方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）MXene溶液的制备；
①
在聚四氟乙烯烧杯中，缓慢将1~2 g氟化锂加入20~25 mL盐酸中，加入完成后搅拌30 min；
②
将2 g MAX
‑
Ti3AlC2缓慢加入第
①
步骤中烧杯中，反应温度调至35~40 ℃，持续搅拌24~36 h；
③
将步骤
②
中获得的反应液体以3000~4000 rpm的转速离心8~12 min，离心后将上清液倒掉，继续向离心管的沉淀中分别加入去离子水，使沉淀与去离子水混合均匀，然后将离心管放入大功率超声机中超声10~15 min，取出继续离心，转速3500~4000 rpm，时间8~12 min，重复几次，直到离心后倒出的液体pH值到5~6；
④
将残留上层液体尽量倒出，真空烘箱烘干下层后，在离心管中加入乙醇20~40 mL超声1 h，以8000~12000 rpm的转速离心8~12 min，收集下层沉淀物；
⑤
向步骤
④
中离心的沉淀产物中加入20~25 mL去离子水，摇匀，进行超声20~30 min后，以3000~4000 rpm的转速离心3~5 min，收取黑棕色上层液为少层分散液；
⑥
反复进行步骤
⑤
，收取更多的少层分散液；
⑦
取分散液约8~10 mL 进行抽滤，后真空干燥，称量重量，获得MXene分散液浓度值；（2）Fe3O4磁性纳米粒子的制备；
①
在三口烧瓶中加入200~300 mL去离子水，然后加入8~9 g六水合氯化铁，通入氮气持续搅拌，直至全部溶解；
②
继续向烧瓶中加入2~3 g四水合氯化亚铁，然后注入10~15 mL氨水，溶液的颜色由橙色变为黑色，然后持续搅拌2~4 h；
③
将磁铁放置于烧瓶底部，用于吸附合成好的磁性纳米粒子；然后将上层清液倒出，留下底部的Fe3O4磁性纳米颗粒的沉淀物；
④
向烧瓶中加入去离子水，然后重复
③
的步骤，对样品洗涤多次，去除未反应的溶液；
⑤
最后，将得到的Fe3O4磁性纳米颗粒浸没在100~300 mL去离子水中，充入氮气，封存待用；（3）MXene@Fe3O4复合薄膜的制备；具体步骤为：将MXene溶液和Fe3O4溶液分别按照体积比20:4、20:3、20:2、20:1、20:0配置混合溶液，然后依次进行抽滤；每层抽滤的混合溶液的量为3
‑
6 mL，抽滤时间为4
‑
6 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：马佳楠，桑胜波，菅傲群，张强，葛阳，王洪涛，柴晓杰，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：