[發明專利]一種MXene-碳氣凝膠/TPU復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 202110186895.2
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112911920B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 任鵬剛;宗澤;郭錚錚;任芳
• 申請（專利權）人: 浙江環龍新材料科技有限公司
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00
• 代理公司: 泉州市興博知識產權代理事務所(普通合伙) 35238
• 代理人: 易敏

1.一種MXene-碳氣凝膠/TPU復合材料的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1，通過LiF/HCl刻蝕MAX相前驅體制備少層MXene溶液；具體步驟如下：

步驟1.1，將LiF與HCl充分混合，然后在冰浴條件下緩慢添加MAX相前驅體粉末，得到混合物；

LiF、HCl與MAX相前驅體粉末的質量比為1：20：1；

步驟1.2，將混合物在35℃的條件下攪拌24小時，獲得Ti₃C₂T_x懸浮液，之后用去離子水反復離心洗滌至溶液pH為7，得到Ti₃C₂T_x沉淀物；

步驟1.3，將Ti₃C₂T_x沉淀物分散于去離子水中，超聲處理15min，以促進多層MXene的分層，然后繼續以3500r/min的速率離心15min，循環數次，取上清液，即可獲得少層MXene溶液；

步驟2，利用少層MXene溶液和纖維素粉制備MXene-纖維素氣凝膠；具體步驟如下：

步驟2.1，將NaOH、尿素和水加入少層MXene溶液中，攪拌15min使其均勻分散，得到混合液，再將混合溶液置于冰箱中進行冷藏，再加入纖維素粉，攪拌均勻；最后將溶液置于冰箱中冷凍，在室溫下使其自然解凍，加入MBA，攪拌使其均勻分散；

冷藏溫度為-12℃，冷藏時間為12h；冷凍溫度為-26℃，冷凍時間為24h；NaOH、尿素、少層MXene溶液、纖維素粉、MBA和水的質量比為3.5：6：0.01215～0.03645：1.215：1.155：40.5；

步驟2.2，將經步驟2.1后得到的混合溶液倒入六孔細胞培養板的模具中，靜置一天，得到MXene-纖維素水凝膠，再用去離子水將其洗滌至中性，在-26℃的條件下冷凍12h，最后冷凍干燥48h，得到MXene-纖維素氣凝膠；

步驟3，將MXene-纖維素氣凝膠放入管式爐中進行碳化，得到MXene-碳氣凝膠；

步驟4，通過MXene-碳氣凝膠和TPU顆粒制備MXene-碳氣凝膠/TPU復合材料。

2.根據權利要求1所述的一種MXene-碳氣凝膠/TPU復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3中，碳化條件具體為：以50～100mL/s的速率通入氮氣，以5℃/min的速率升溫至1200℃并保溫2h，冷卻至室溫。

3.根據權利要求1所述的一種MXene-碳氣凝膠/TPU復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟4中，具體為：將TPU顆粒與N,N-二甲基甲酰胺混合，在85℃的水浴下攪拌1.5h，得到TPU溶液；再將MXene-碳氣凝膠浸泡在TPU溶液中，置于60℃的烘箱中烘干，得到MXene-碳氣凝膠/TPU復合材料。

4.根據權利要求3所述的一種MXene-碳氣凝膠/TPU復合材料的制備方法，其特征在于，所述TPU顆粒與N,N-二甲基甲酰胺的質量比為1：9。