【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气凝胶复合材料，具体涉及一种二维过渡金属材料-气凝胶复合膜的制备方法及其应用。
技术介绍
1、气凝胶是一种具有网络结构的纳米多孔非晶固体材料，具有低密度、高孔隙率、低热导率和低折射率等特性，是一种新型轻质高效隔热保温材料。由于其独特的低密度、高孔隙率和大比表面积性能，已在航天航空、节能建筑、农林、生物医药等领域得到了广泛应用。
2、二维层状材料是指厚度只有几个原子层的材料，其中氧化石墨烯和mxene便是其中的两种，二者均成片层，其纳米级的层间通道，已被探索并应用于高性能分离膜。它们具有出色的柔韧性，亲水性表面，较高的机械强度和良好的导电性，并且已经应用在各种基于膜的分离工艺中显示出其独特的优势。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种二维过渡金属材料-气凝胶复合膜的制备方法及其应用，该复合膜制备方法简单，用于过滤时具有过滤速度快，过滤效果好的优势。
2、为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种二维过渡金属材料-气凝胶复合膜的制备方法，包括以下步骤：
3、将二维过渡金属材料分散于水和醇类的混合溶液中，加入气凝胶，搅拌混合均匀后过滤，即得二维过渡金属材料-气凝胶复合膜。
4、进一步地，所述二维过渡金属材料为氧化石墨烯或mxene。
5、进一步地，所述的醇类为甲醇、乙醇或异丙醇中的任意一种。
6、进一步地，水和醇类的混合溶液中，醇类浓度为10wt%-70wt%。
7、进一步地，所
8、进一步地，所述气凝胶的孔径低于50nm；。
9、进一步地，二维过渡金属材料与气凝胶的质量比为2~8:1。
10、进一步地，二维过渡金属材料与气凝胶的质量比为5~8:1。
11、进一步地，二维过渡金属材料与气凝胶搅拌混合时间≥12h。
12、本专利技术还涉及所述制备方法得到的二维过渡金属材料-气凝胶复合膜在染料废水处理中的应用。
13、本专利技术具有以下有益效果：
14、目前气凝胶粉体在水处理领域应用极少，这是因为气凝胶难以成膜，无法用于过滤，专利技术人通过将二维层状材料与气凝胶相结合形成膜，其中二维层状材料的纳米级层间距能够有效截留小分子染料等污染物，而气凝胶的中空结构则能提高则能提高气凝胶的性能。利用气凝胶与二维层状材料的结合，最终得到二者中孔和微孔并存的复合材料，可以解决气凝胶难以成膜的问题，而且可以提高复合膜的纳滤性能。
15、本专利技术在对气凝胶与二维层状材料复合时，利用气凝胶在溶液带正电荷与在水溶液中带负电荷的mxene或氧化石墨烯纳米片通过正负电荷相互吸引，然后mxene或氧化石墨烯纳米片与气凝胶颗粒结合在一起，最终通过抽滤，实现层层堆叠，得到二维层状材料-气凝胶复合膜，制备过程简单易于推广。
16、剥离后的单纯二维层状材料堆叠而成所形成的微孔结构（不超过2 nm）对染料分子具有良好的截留效果，但是由于孔隙太小，导致水通量低，过滤速度慢，而气凝胶为介孔结构，本专利技术通过将气凝胶与剥离后的二维层状材料相结合，制备得到二维层状材料-气凝胶复合膜，可以优化复合膜的纳滤性能。
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1.一种二维过渡金属材料-气凝胶复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述二维过渡金属材料为氧化石墨烯或MXene。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的醇类为甲醇、乙醇或异丙醇中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：水和醇类的混合溶液中，醇类浓度为10wt%-70wt%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述气凝胶为二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、纤维素气凝胶和/或炭气凝胶。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述气凝胶的孔径低于50nm；。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的制备方法，其特征在于：二维过渡金属材料与气凝胶的质量比为2~8:1。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：二维过渡金属材料与气凝胶的质量比为5~8:1。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：二维过渡金属材料与气凝胶搅拌混合时间≥12h。
10.权利要求1~9任意一
...【技术特征摘要】
1.一种二维过渡金属材料-气凝胶复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述二维过渡金属材料为氧化石墨烯或mxene。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的醇类为甲醇、乙醇或异丙醇中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：水和醇类的混合溶液中，醇类浓度为10wt%-70wt%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述气凝胶为二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、纤维素气凝胶和/或炭气凝胶。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚鑫稳，孙刚，谢显洲，肖靖，
申请(专利权)人：湖北兴瑞硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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