一种柔性疏水负载MXene的聚酯织物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种柔性疏水负载MXene的聚酯织物及其制备方法与应用，属于能源技术领域。本发明专利技术中柔性疏水负载MXene的聚酯织物的制备包括以下步骤：将MXene加入水，经超声、离心分层后得到单层或少层MXene溶液；将氯仿、醇和油胺加入MXene溶液中，搅拌，离心重新加入氯仿获得油胺修饰的MXene溶液；将聚酯纤维织物加入氨基

【技术实现步骤摘要】
一种柔性疏水负载MXene的聚酯织物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及能源利用
，尤其是指一种柔性疏水负载MXene的聚酯织物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着人口的快速增长，人类对水资源的需求越来越大，淡水资源的短缺是亟待解决的问题。发展海水淡化技术是解决全球水资源短缺最有效的途径之一，而太阳能海水淡化技术绿色环保，有望成为解决淡水资源缺乏的有效途径。织物由于具有良好的透气透湿性和柔性，在太阳能海水淡化领域有着良好的应用环境。MXene是近年来发现的一种二维新型纳米片，它表面含有丰富的基团(如
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O、
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OH、
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F)，具有良好的亲水性，MXene具有导电性、电磁屏蔽、光热等性能，被广泛用于功能性织物赋予绝缘纺织品多功能性。
[0003]由于MXene具有优异的光热转换性能，其光热转换效率高达100％(ACS Nano2017,11,3752
‑
3759)，所以负载MXene的织物是一种很好的光热转换材料，可用于海水淡化。但是，目前负载MXene的织物用于海水淡化存在以下几个问题：1)MXene的化学活性很高，在空气中很容易被氧化，导致光热转换效率下降，由于MXene具有良好的亲水性，它的加工合成大多是在水溶液中进行，但是MXene在水中或空气中不稳定容易氧化，导致其长期使用后性能差。2)疏水性织物表面牢固负载亲水的MXene，需对疏水织物做亲水性处理，最终负载了亲水MXene的织物表面展示亲水性。如果要获得疏水性的表面负载了MXene的织物，一般是在织物表面进行氟硅烷修饰。然而，含氟化合物通常具有一定的毒性，其制备和使用过程受限制。此外，氟硅烷是有机化合物在长期光照下，易发生分解，导致织物表面的疏水性下降，不利于长期使用。3)从实用性的角度来看，织物表面的MXene面临牢固度的问题。如何保证MXene在织物表面牢固附着影响是保证其具有实用性的一个重要条件。目前织物表面负载MXene的方法有浸渍、喷涂和滴注，但织物表面缺乏化学键作用，牢固度低，泡在水中，MXene会重新分散在水里。
[0004]因此，采用一种便捷的方法来制备具有良好的附着力和具有疏水性的MXene织物具有重要意义。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的缺点，本专利技术提供了一种柔性疏水负载MXene的聚酯织物及其制备方法与应用，解决目前MXene在织物上牢固度的难题。
[0006]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]本专利技术第一个目的是提供一种柔性疏水负载MXene的聚酯织物的制备方法，包括以下步骤：
[0008]提供MXene@油胺的氯仿溶液；
[0009]将聚酯纤维织物进行碱解，浸入NH2‑
PEG
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COOH溶液反应，得到处理后的聚酯纤维织物；
[0010]将所得处理后的聚酯纤维织物置于MXene@油胺的氯仿溶液中浸渍，干燥，得到所述柔性疏水负载MXene的聚酯织物。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述碱解中碱液的质量分数为9％～12％；所述碱液选自氢氧化钠和/或氢氧化钾；
[0012]所述碱解的条件为：80℃～90℃碱解2h～3h。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述NH2‑
PEG
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COOH溶液的浓度为3mg/mL～5mg/mL；所述反应的时间为4h～6h。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述聚酯纤维织物与NH2‑
PEG
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COOH的质量比为4:1～4:3。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，MXene@油胺氯仿溶液通过以下方法制备得到：
[0016]S1、将MXene分散在水中，超声，离心，得到MXene胶体溶液，即单层或少层MXene溶液；
[0017]S2、将步骤S1所得MXene胶体溶液中加入氯仿与醇溶液，加入油胺，得到所述MXene@油胺氯仿溶液。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，步骤S2中，所述氯仿与醇的体积比为5:1～5:2。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，步骤S2中，所述MXene胶体溶液中的MXene胶体与油胺的体积比为10:1～5:1。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述MXene@油胺的浓度为5mg/mL～7mg/mL。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，所述浸渍的时间为30分钟～60分钟；所述浸渍的次数为1次～3次。
[0022]本专利技术第二个目的是提供所述制备方法制备所得柔性疏水负载MXene的聚酯织物。
[0023]本专利技术第三个目的是提供所述柔性疏水负载MXene的聚酯织物在海水淡化中的应用。
[0024]在本专利技术的一个实施例中，所述柔性疏水负载MXene的聚酯织物的制备方法，包括以下步骤：
[0025]将聚酯纤维织物用氢氧化钠溶液进行碱处理，然后将预处理后的聚酯纤维织物浸泡在NH2‑
PEG
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COOH溶液中，持续搅拌后取出烘干；
[0026]在MXene溶液中加入氯仿、乙醇和油胺，持续搅拌后，MXene从水相转移到氯仿溶液中，随后提取出氯仿溶液离心除去多余的油胺，然后重新将沉淀物分散在氯仿溶液中，得到MXene@油胺溶液；
[0027]将处理后的聚酯纤维织物浸泡在MXene@油胺分散液中，静置一段时间，取出烘干，获得疏水MXene@油胺/聚酯光热织物。
[0028]在本专利技术的一个实施例中，所述浸泡在NH2‑
PEG
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COOH溶液的聚酯纤维取出后在真空干燥箱烘干，真空干燥的温度为50℃～60℃。
[0029]在本专利技术的一个实施例中，所述MXene溶液中加入氯仿、乙醇和油胺，搅拌持续时间为6h～12h。
[0030]在本专利技术的一个实施例中，所述MXene@油胺/聚酯织物织物在真空干燥箱中烘干，真空干燥的温度为30℃～40℃。
[0031]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0032]1)本专利技术提供一种柔性疏水负载MXene的聚酯织物及其制备方法与应用。由于MXene是亲水的，以往负载MXene的织物多为亲水，如需疏水，多采用在织物表面修饰含氟化合物的方式，但含氟化合物污染大，有毒。而本专利技术通过价格便宜的聚酯纤维织物作为基体，利用油胺对MXene修饰改性，使MXene由亲水性转变为疏水性，不仅无毒，而且提高了MXene的抗氧化能力，油胺修饰的MXene更好分散在有机溶剂氯仿中。由于MXene在水体环境中容易氧化降解，不能长时间保存，但分散在极性溶剂中能抑制MXene的氧化，油胺修饰MXene分散在氯仿中能进一步提高MXene的抗氧化能力，并且能够长时间储存，节约了时间成本。
[0033]2)本专利技术通过对MXene进行油胺处理，使其表面带有氨基，对织物用氨基
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聚乙二醇
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性疏水负载MXene的聚酯织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供MXene@油胺的氯仿溶液；将聚酯纤维织物进行碱解，浸入NH2‑
PEG
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COOH溶液反应，得到处理后的聚酯纤维织物；将所得处理后的聚酯纤维织物置于MXene@油胺的氯仿溶液中浸渍，干燥，得到所述柔性疏水负载MXene的聚酯织物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱解中碱液的质量分数为9％～12％；所述碱解的条件为：80℃～90℃碱解2h～3h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述NH2‑
PEG
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COOH溶液的浓度为3mg/mL～5mg/mL；所述反应的时间为4h～6h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚酯纤维织物与NH2‑
PEG
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C...

【专利技术属性】
技术研发人员：程丝，谢权沛，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：