[發(fā)明專利]一種二維Ti3

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210216395.3
• 申請日: 2022-03-07
• 公開（公告）號: CN114436261B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張青;曹金鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類號: C01B32/921
• 分類號: C01B32/921;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

本發(fā)明涉及纖維材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二維Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tsubgt;x/subgt;材料的自卷曲纖維、制備方法及其應(yīng)用，將LiF和HCl混合對Tisubgt;3/subgt;AlCsubgt;2/subgt;進行刻蝕，通過這種方法，制備得到厚度分布集中在一到兩層的Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tsubgt;x/subgt;材料；將得到的Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tsubgt;x/subgt;分散在水中，通過加入L?抗壞血酸，在氬氣作保護氣體以及冰浴的條件下，進行超聲隨后冷凍干燥，即得到Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tsubgt;x/subgt;纖維，此法解決了目前尚無方法使得剛性二維Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tsubgt;x/subgt;片自卷曲成緊密結(jié)構(gòu)的纖維材料的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及纖維材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二維Ti₃C₂T_x材料的自卷曲纖維、制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

MXene是一種新型的層狀二維材料，由其對應(yīng)的MAX相刻蝕得到，一般由M_n+1X_nT_x表示，其中M代表過渡金屬，如Ti、V；A代表被刻蝕的元素，如Al、Si；X表示C或者N；T_x是表面官能團，如-O、-OH、-F(n＝1,2,3)。其中Ti₃C₂T_x是最早被發(fā)現(xiàn)也是研究最廣泛的一種MXene材料，它由3層鈦原子和2層碳原子交錯形成，具有優(yōu)異的電導(dǎo)率、親水性，以及豐富的表面官能團，在電化學(xué)儲能、電催化等方面有廣闊的應(yīng)用前景。為了實現(xiàn)這些應(yīng)用，需要開發(fā)不同的制備工藝，將Ti₃C₂T_x材料制備成不同的結(jié)構(gòu)，如薄膜、海綿、纖維等，以適應(yīng)特定的應(yīng)用需求；其中，纖維做為一種可塑性強的材料形式，由于其具有柔軟、可編織等特性，適用于制備柔性電子器件而受到了普遍的關(guān)注。

到目前為止，制備Ti₃C₂T_x纖維的方法有修飾涂層法、靜電紡絲以及濕法紡絲等。其中，修飾涂層法得到的纖維并非純Ti₃C₂T_x纖維，而只是將Ti₃C₂T_x作為涂層材料，附著在其他纖維材料，如玻璃纖維等上。靜電紡絲一般將Ti₃C₂T_x與可電紡的高分子材料(如PAN,PCL)以及碳納米管或者碳纖維材料混合，紡絲得到含有Ti₃C₂T_x的纖維。濕法紡絲將Ti₃C₂T_x與其他易紡絲的物質(zhì)混合，如PEDOT，石墨烯等，通過注射器將混合溶液推入凝固浴中凝固干燥而得到含有Ti₃C₂T_x的纖維。特別值得一提的是，目前通過利用Ti₃C₂T_x濃溶液的液晶態(tài)特性和濕法紡絲，可以得到純Ti₃C₂T_x纖維，但是在該纖維中，Ti₃C₂T_x仍維持其二維薄片形貌，沒有發(fā)生自卷曲，且所得到的纖維直徑一般在十幾微米甚至幾十微米，不能得到納米級別的Ti₃C₂T_x纖維。