[發明專利]一種電泳沉積法制備的二維MXene膜在離子截留中的應用

有效

• 申請號: 201910040440.2
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109701397B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 魏嫣瑩;鄧俊杰;王海輝;李理波;盧縱
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D71/02;C25D13/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳智英

本發明屬于離子截留的技術領域，公開了一種電泳沉積法制備的二維MXene膜在離子截留中的應用。所述二維MXene膜在離子截留中的應用，所述二維MXene膜是利用電泳沉積法得到。所述的應用具體是將二維MXene膜置于離子截留裝置中，膜的一側加入離子化合物溶液，膜的另一側加入水，二維MXene膜實現離子截留。所述離子化合物溶液的濃度為0.01～2mol/L；所述離子化合物為氯化鈉、氯化鋰、氯化鉀、氯化鎂、氯化鋁、氯化銅、硫酸鈉、硫酸鋰、硫酸鉀、硫酸鋁中一種以上。本發明將電泳沉積法得到的二維MXene膜用于離子攔截時，對離子具有很高的攔截效果；而且膜的密封性好，不易脫落，容易組裝。

技術領域

本發明屬于納米膜的制備和離子截留的領域，具體涉及一種利用電泳沉積法制備的二維MXene膜在離子截留中的應用。

背景技術

隨著全球資源緊缺，環境污染形勢日益嚴重，當前淡水資源匱乏日益嚴重，已成為全球性的環境問題。而全球水資源總量中近97.5％的水為海水等咸水資源，且數據顯示世界上超過70％的人口居住在距海邊70km的范圍內，因此20世紀后半葉以來，海水淡化被認為是最實用的能持續提供淡水來源的方法。

由于海水鹽含量極高，且含有大量微生物，需要淡化才能飲用。海水淡化的核心在于分離微生物和鹽，在物理方法中，利用熱能作為驅動力，鹽水分離過程中涉及相變的歸類為熱方法，主要包括多級閃蒸、多效蒸餾、壓汽蒸餾、冷凍法和增濕除濕等方法；利用膜(半透膜或離子交換膜等)進行鹽水分離且不涉及相變的則歸類為膜方法，主要包括反滲透和電滲析等方法；而精餾等傳統熱法分離方法，操作復雜，能耗巨大，膜分離方法優勢顯著，可大大降低能耗，提高分離效率，成為未來發展的主要趨勢。

目前實現大規模工業化的主要有聚合物膜，它們存在穩定性不佳，不耐污等缺陷。近年來，隨著氧化石墨烯膜在離子分離領域發展迅速，類似的二維納米膜材料因其機械性能良好、化學穩定性高、制備簡單、性能優異等特點引起科研界的廣泛關注。而二維過渡金屬碳氮化物(MXene)膜，與氧化石墨烯膜相比，制備更簡單，導電性更高，親水性更好，在分離領域展現出了工業應用潛力，其中MXene材料的結構通式為M_n+1X_n或(M1,M2)_n+1X_n或M_n+1(X₁,X₂)_n中的一種或兩種以上的組合；所述的M_n+1X_n中,M＝Ti,Nb,V,Mo,Zr,Cr,W,Ta；n＝1,2,3；X＝C,N；所述的(M₁,M₂)_n+1X_n中,M₁,M₂＝Ti,Nb,V,Mo,Zr,Cr,W,Ta；n＝1,2,3；X＝C,N；所述的M_n+1(X₁,X₂)_n中,M＝Ti,Nb,V,Mo,Zr,Cr,W,Ta；n＝1,2,3；X₁,X₂＝C,N。目前MXene膜已有報道在水處理，但是現有的二維材料MXene多數在顆粒尺寸比較大的分子或者離子中應用，而在小離子的截留上，也就是反滲透上還是一片空白，因此MXene膜在離子截留上的應用還有不少潛力。

發明內容

為了改進現有的技術的不足，實現MXene膜在離子截留領域的突破，本發明的目的在于提供一種電泳沉積法制備的二維MXene膜在離子截留中的應用。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種二維MXene膜在離子截留中的應用；所述二維MXene膜利用電泳沉積法得到。

所述二維MXene膜具體通過以下步驟得到：

(1)將MAX粉末在鹽酸與氟化鋰的作用下進行刻蝕，離心，洗滌，超聲分散，獲得MXene納米片溶液；