[發明專利]一種具有三維互聯空心結構的類葡萄串Ti3

在審

• 申請號: 202210446959.2
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114804110A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 馬杰;劉寧寧
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C01B32/921
• 分類號: C01B32/921;C02F1/469
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發明公開了一種具有三維互聯空心結構的類葡萄串Ti₃C₂T_x MXene材料及制備和應用。通過模板法和微生物輔助組裝法，構筑了具有三維空心結構的類葡萄串Ti₃C₂T_x MXene。該材料的制備方法具體包括：聚苯乙烯(PS)微球的制備，Ti₃C₂T_x MXene分散液的制備，PS@MXene的制備，黑曲霉的制備，PS@MXene與黑曲霉復合材料的制備。此方法操作簡便，流程簡單，制備的具有三維互聯空心結構的類葡萄串Ti₃C₂T_x MXene具有較大的比表面積，孔結構豐富且可調，制作合成的電極表現出優異的電容去離子脫鈉性能。

技術領域

本發明屬于環境材料合成技術領域，具體涉及一種三維互聯空心結構的類葡萄串Ti₃C₂T_x MXene的制備及其在雜化電容去離子技術中應用。

背景技術

淡水是人類生產生活中必不可缺的資源，而地球上可供人類直接使用的淡水十分有限。同時隨著工農業的快速發展，水污染日益加劇，淡水資源匱乏成為當今世界面臨的重大挑戰之一。盡管地球的水資源儲量為1.38億立方千米，但其中97.5％都是以海水或微咸水的形式存在，淡水資源僅占2.5％。此外，在有限的淡水資源中，有68.7％的淡水以冰川或雪的形式分布在兩極或高海拔的地區，難以獲取和利用，而可供利用的淡水僅占淡水總量的0.2％。基于地球上海水或微咸水儲量豐富的特點，通過高效的脫鹽技術將海水或微咸水淡化處理，轉化為可供人類直接使用的淡水的開源法具有廣闊前景。電容去離子技術(CDI)作為一種電驅動的海水淡化技術，具有低碳排放、能耗低、規模可調以及操作簡便等特點，展現了其獨特的優勢，尤其在淡化低至中等鹽度的咸水時。

電極材料的選擇在CDI中尤為重要。傳統的碳材料導電性好，價格低廉，但是脫鹽容量極低，設計高效穩定的電極材料成為提升電容去離子脫鹽性能的關鍵。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明的第一個目的是提供具有三維互聯空心結構的類葡萄串Ti₃C₂T_x MXene材料的制備方法。

本發明第二個技術方案即是由上述方法制備獲得的一種三維互聯空心結構的類葡萄串Ti₃C₂T_x MXene材料。

本發明的第三個目的是提供上述具有三維互聯空心結構的類葡萄串Ti₃C₂T_xMXene材料的用途。

為實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：

一種具有三維互聯空心結構的類葡萄串Ti₃C₂T_x MXene材料的制備方法,其特征在于，通過模板法和微生物輔助組裝法，構筑了具有三維空心結構的類葡萄串Ti₃C₂T_x MXene。

一種具有三維互聯空心結構的類葡萄串Ti₃C₂T_x MXene材料的制備方法,其特征在于，該材料的制備方法具體包括：聚苯乙烯(PS)微球的制備，Ti₃C₂T_x MXene分散液的制備，PS@MXene的制備，黑曲霉的制備，PS@MXene與黑曲霉復合材料的制備。

一種具有三維互聯空心結構的類葡萄串Ti₃C₂T_x MXene材料的制備方法,其特征在于，包括如下步驟: