[發明專利]具備礦井塵毒氣體警報及過濾功能的MXene基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811468367.0
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109397825B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 代立潤;張金敏;彭軍;王棟;卿星
• 申請（專利權）人: 武漢市銀萊制衣有限公司
• 主分類號: B32B27/38
• 分類號: B32B27/38;B32B33/00;B32B9/00;B32B5/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

1.一種具備礦井塵毒氣體警報及過濾功能的MXene基復合材料，由外向內它由第一過濾層、第一氣敏變色警報層、第二過濾層及第二氣敏變色警報層組成，所述第一過濾層為基布、MXene及PDDA的復合材料，所述第二過濾層為氣凝膠狀MXene，所述第一氣敏變色警報層與第二氣敏變色警報層由上至下由環氧樹脂薄膜、氣敏變色膜和白色織物組成，所述氣敏變色膜為PVA-co-PE納米纖維、氣敏染劑與MXene制得。

2.根據權利要求1所述具備礦井塵毒氣體警報及過濾功能的MXene基復合材料，其特征在于：所述第一過濾層的厚度為1～4cm，第一過濾層的孔徑為45～70μm，所述第二過濾層的厚度為5～10cm。

3.根據權利要求1所述具備礦井塵毒氣體警報及過濾功能的MXene基復合材料，其特征在于：所述第一氣敏變色警報層中的白色織物為有機織物或針織物，所述第二氣敏變色警報層中的白色織物為有機織物或針織物中的一種與MXene的復合材料。

4.根據權利要求3所述具備礦井塵毒氣體警報及過濾功能的MXene基復合材料，其特征在于：所述第一氣敏變色警報層的厚度為2～5cm，所述第二氣敏變色警報層的厚度為3～10cm。

5.根據權利要求1或2或3或4所述具備礦井塵毒氣體警報及過濾功能的MXene基復合材料，其特征在于：所述MXene為Ti₃C₂T_x，Ti₃CNT_x，Nb_n+1C_nT_x，Sc_n+1C_nT_x，Mo_n+1C_nT_x，Vb_n+1C_nT_x，V_n+1C_nT_x，Cr_n+1C_nT_x，Zr_n+1C_nT_x或Ta_n+1C_nT_x中的至少一種形成的二維層狀材料，各材料組成分子式中的官能團T為羥基、氟離子或氧離子活性官能團。

6.一種權利要求1所述具備礦井塵毒氣體警報及過濾功能的MXene基復合材料的制備方法，它包括由外向內分別將第一過濾層、第一氣敏變色警報層、第二過濾層及第二氣敏變色警報層組合成一體，且由外向內各層的表面積梯度增加。

7.根據權利要求6所述具備礦井塵毒氣體警報及過濾功能的MXene基復合材料的制備方法，其特征在于：所述第一過濾層的制備過程如下：

取基布清洗后取出，置于電正性PDDA溶液中活化處理后，再置于MXene溶液中浸泡處理，取出、烘干，即得到厚度為1～4cm的第一過濾層。

8.根據權利要求6或7所述具備礦井塵毒氣體警報及過濾功能的MXene基復合材料的制備方法，其特征在于：所述第二過濾層的制備過程如下：

取MXene溶液與PVA-co-PE納米纖維溶液經乳化剪切后進行冷凍干燥制得第二過濾層。

9.根據權利要求6所述具備礦井塵毒氣體警報及過濾功能的MXene基復合材料的制備方法，其特征在于：所述第一氣敏變色警報層的制備過程如下：

取PVA-co-PE納米纖維溶液、氣敏染劑與MXene溶液超聲混合均勻，將混合液涂覆在白色織物的正面得氣敏變色膜，再在氣敏變色膜表面涂覆環氧樹脂，干燥后即制得第一氣敏變色警報層。

10.根據權利要求6或9所述具備礦井塵毒氣體警報及過濾功能的MXene基復合材料的制備方法，其特征在于：所述第二氣敏變色警報層的制備過程如下：

在白色織物的反面復合MXene膜，將PVA-co-PE納米纖維溶液、氣敏染劑與MXene溶液經超聲混合均勻的混合液涂覆在白色織物的正面得氣敏變色膜，再在氣敏變色膜表面涂覆環氧樹脂，干燥后即制得第二氣敏變色警報層。