一种类簇状花朵型柔性超疏水制造技术

本发明专利技术公开了一种类簇状花朵型柔性超疏水

【技术实现步骤摘要】
一种类簇状花朵型柔性超疏水MXene薄膜的制备方法


[0001]本专利技术属于材料科学和纳米
，具体涉及一种类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜的制备方法
。

技术介绍

[0002]柔性超疏水膜在抗水污染
、
防雾
、
油水分离
、
自清洁表面
、
电场敏感表面等领域都有潜在应用价值
。
一些实际应用也已经展现出优异的性能，例如用于建筑物表面的污染防护
、
防雨雾保护面罩
、
化学气体过滤器等
。
但在高湿度或低温等极端环境下，仍存在小尺寸水
/
雾滴进入微结构而使得材料失去超疏水性的问题
。
通过降低微结构的间距尺寸，可有效缓解小水滴或雾滴进入微结构内部，避免超疏水材料的空气层被取代，进而实现材料的超疏水性在该环境下的有效保持
。
因此，开发一种具有稳定超疏水性能的微结构的制备方法具有重要意义
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决小尺寸水
/
雾滴进入微结构而使得材料失去超疏水性的问题，从而提供一种具有超疏水功能的类簇状花朵型柔性
MXene
薄膜的制备方法，是由
Ti3C
2 MXene
材料，通过真空抽滤
、
改进的预拉伸法及表面改性得到
。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜的制备方法，包括如下步骤：
[0006]1)
使用抽滤装置将
Ti3C
2 MXene
溶液进行真空抽滤，得到
MXene
薄膜；
[0007]2)
首先，将
MXene
薄膜利用干法转移至预应变为
200
％的双轴向拉伸的丙烯酸基底膜
VHB 4910
上，使
MXene
薄膜完全粘附在基底膜
VHB 4910
上；然后，将表面覆有
MXene
薄膜的基底膜
VHB 4910
继续双轴向拉伸至
210
％；最后，释放基底膜
VHB 4910
，使基底膜
VHB 4910
回缩，得到类簇状花朵型
MXene
薄膜；
[0008]3)
经聚二甲基硅氧烷
PDMS
改性，得到类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜
。
[0009]进一步的，上述的一种类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜的制备方法，步骤
1)
中，所述
MXene
薄膜是通过下述步骤制备的：
[0010]1.1)
通过刻蚀法制备
Ti3C
2 MXene
溶液：将3～
3.5g
氟化锂
LiF
与
35
～
45mL 9mol/L
的
HCl
加入到聚四氟乙烯内胆中，将其置于恒温水浴中，并进行加热搅拌；加热搅拌结束后，缓慢分次加入1～
3g
碳化钛铝
Ti3AlC2，在全部
Ti3AlC2加入完毕后盖上盖子进行反应；
[0011]1.2)
反应完全后，对溶液进行第一次离心，将上层清液倒掉；然后用浓度为
2mol/L
的
HCl
继续进行离心洗涤，再用蒸馏水进行离心洗涤；将洗涤至中性的产物倒入洗气瓶中，对其进行通气鼓泡处理，结束后进行超声；超声结束后进行离心，上层清液即为
Ti3C
2 MXene
溶液；
[0012]1.3)
将
Ti3C
2 MXene
溶液稀释至
0.6mg/mL
，取
1mL
并加入5～
5.5mL
去离子水，将所得溶液用一次性胶头滴管滴入抽滤装置中进行真空抽滤，将抽滤好的膜进行烘干，得到
MXene
薄膜
。
[0013]更进一步的，上述的一种类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜的制备方法，步骤
1.1)
中，所述加热搅拌的搅拌速率为
500
～
800r/min
，温度控制在
30
～
50℃
，搅拌时间为
10
～
20min。
[0014]更进一步的，上述的一种类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜的制备方法，步骤
1.1)
中，所述缓慢分次加入1～
3g
碳化钛铝
Ti3AlC2，每次加入
0.1
～
0.2g Ti3AlC2，每次加入后等待气泡完全消失再进行下一次加入
。
[0015]更进一步的，上述的一种类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜的制备方法，步骤
1.1)
中，所述反应是在恒温水浴中进行搅拌，搅拌速率为
500
～
800r/min
，温度控制在
30
～
50℃
，搅拌时间为
48
～
49h。
[0016]更进一步的，上述的一种类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜的制备方法，步骤
1.2)
中，所述第一次离心的速率为
3000
～
4000r/min
，离心时间为1～
2min
；其余的离心条件均为：离心速率
7000
～
8000r/min
，离心时间为
10
～
15min。
[0017]更进一步的，上述的一种类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜的制备方法，步骤
1.2)
中，所述通气鼓泡处理的气流速率为
10
～
13m/s
，通气时间为1～
1.5h。
[0018]更进一步的，上述的一种类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜的制备方法，步骤
1.2)
中，所述超声具体操作为：将洗气瓶放入超声波仪中，定时
1h
，每隔
20min
加入
500
‑
600g
冰块，保证冰浴环境
。
[0019]更进一步的，上述的一种类簇状花朵型柔性超疏水
MXene本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)
使用抽滤装置将
Ti3C
2 MXene
溶液进行真空抽滤，得到
MXene
薄膜；
2)
首先，将
MXene
薄膜利用干法转移至预应变为
200
％的双轴向拉伸的丙烯酸基底膜
VHB 4910
上，使
MXene
薄膜完全粘附在基底膜
VHB 4910
上；然后，将表面覆有
MXene
薄膜的基底膜
VHB 4910
继续双轴向拉伸至
210
％；最后，释放基底膜
VHB 4910
，使基底膜
VHB 4910
回缩，得到类簇状花朵型
MXene
薄膜；
3)
经聚二甲基硅氧烷
PDMS
改性，得到类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜
。2.
根据权利要求1所述的一种类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜的制备方法，其特征在于，步骤
1)
中，所述
MXene
薄膜是通过下述步骤制备的：
1.1)
通过刻蚀法制备
Ti3C
2 MXene
溶液：将3～
3.5g
氟化锂
LiF
与
35
～
45mL 9mol/L
的
HCl
加入到聚四氟乙烯内胆中，将其置于恒温水浴中，并进行加热搅拌；加热搅拌结束后，缓慢分次加入1～
3g
碳化钛铝
Ti3AlC2，在全部
Ti3AlC2加入完毕后盖上盖子进行反应；
1.2)
反应完全后，对溶液进行第一次离心，将上层清液倒掉；然后用浓度为
2mol/L
的
HCl
继续进行离心洗涤，再用蒸馏水进行离心洗涤；将洗涤至中性的产物倒入洗气瓶中，对其进行通气鼓泡处理，结束后进行超声；超声结束后进行离心，上层清液即为
Ti3C
2 MXene
溶液；
1.3)
将
Ti3C
2 MXene
溶液稀释至
0.6mg/mL
，取
1mL
并加入5～
5.5mL
去离子水，将所得溶液用一次性胶头滴管滴入抽滤装置中进行真空抽滤，将抽滤好的膜进行烘干，得到
MXene
薄膜
。3.
根据权利要求2所述的一种类簇状花朵型柔性超疏水
MXene
薄膜的制备方法，其特征在于，步骤
1.1)
中，所述加热搅拌的搅拌速率为
500
～
800r/min
，温度控制在
30
～
50℃
，搅拌时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：楚振明，郭浩霞，陶然，范晓星，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：