一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113862831A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111275667.9(22)申请日2021.10.29(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人王超赵国欣隋超赫晓东苗琳琳赵予顺李钧姣(74)专利代理机构哈尔滨龙科专利代理有限公司23206代理人王新雨(51)Int.Cl.D01F9/04(2006.01)D01F1/09(2006.01)D01D5/18(2006.01)D01D5/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法(57)摘要一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法，本发明针对目前MXene纤维的制备方法中存在的低的MXene负载量、工艺设备复杂以及不能快速大量制备等问题。制备过程如下：将SA加入到MXene胶体溶液中，通过磁力搅拌得到MXene/SA复合溶液。再将无水CaCl2加入到去离子水中，磁力搅拌至完全溶解，再向其中加入异丙醇，磁力搅拌至溶液无明显分层得到凝固浴；最后将MXene/SA复合溶液注入至甩丝设备，进行甩丝，同时利用凝固浴收集装置进行纤维的收集，清洗干燥后得到MXene/SA复合纤维。本发明中复合纤维表面具有明显的沟槽以及褶皱结构，这种结构有利于电荷的储存、转移以及电磁波的反射，在超级电容器、传感器以及电磁屏蔽领域有着广泛的应用前景。CN113862831ACN113862831A权利要求书1/1页1.一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法，其特征在于：所述方法按照以下步骤进行：步骤一、MXene/SA复合溶液的制备：采用原位氢氟酸刻蚀结合超声剥离的方式得到由MXene片层组成的胶体溶液，将海藻酸钠粉末加入到MXene胶体溶液中，在25‑80℃下磁力搅拌1‑48h，得到MXene/SA复合溶液；步骤二、凝固浴的配制：将无水CaCl2加入到去离子水中，磁力搅拌至完全溶解，CaCl2溶液浓度为1wt％‑10wt％，再向溶解好的CaCl2溶液中加入异丙醇，CaCl2溶液与异丙醇的体积比为0.1‑9：1，磁力搅拌至溶液无明显分层；步骤三、MXene/SA复合纤维的制备：将MXene/SA复合溶液注入至甩丝设备，进行甩丝，同时利用凝固浴收集装置进行纤维的收集，清洗干燥后得到MXene/SA复合纤维。2.根据权利要求1所述的一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述MXene为Ti3C2TX。3.根据权利要求1所述的一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述MXene与SA的质量比为0.1‑10：1。4.根据权利要求3所述的一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法，其特征在于：所述MXene与SA的质量比为0.1‑6：1。5.根据权利要求1所述的一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法，其特征在于：步骤一中，制备过程在油浴中进行，油浴温度为25‑60℃，磁力搅拌时间为6‑24h。6.根据权利要求5所述的一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法，其特征在于：油浴温度为35℃，磁力搅拌时间为18h。7.根据权利要求1所述的一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述CaCl2溶液浓度为5wt％‑10wt％。8.根据权利要求7所述的一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述CaCl2溶液浓度为5wt％。9.根据权利要求1所述的一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述CaCl2溶液与异丙醇的体积比为1‑6：1。10.根据权利要求9所述的一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法，其特征在于：所述CaCl2溶液与异丙醇的体积比为4：1。2CN113862831A说明书1/4页一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法技术领域[0001]本发明属于MXene纤维制备技术领域，具体涉及一种MXene/海藻酸钠复合纤维的制备方法。背景技术[0002]近年来，二维纳米材料家族新成员MXene因其独特结构以及优异的多功能性质引起了广泛关注。MXene是一种过渡金属碳化物或/和氮化物，其结构通式为Mn+1XnTx，其中M代表早期过渡金属(Ti，Zr…)，X代表碳和/或氮，Tx代表端基(例如‑O，‑OH，‑F)，这类二维纳米材料具有高效电磁屏蔽材料所需的所有基本特性，包括轻质、大比表面积以及优异的导电性，除此之外，MXene表面的含氧基团使其拥有易加工特性，可以通过不同的制备工艺将其组装成宏观尺寸的纤维、膜和块体结构，因此被视为最具潜力的电磁屏蔽材料。在航空