[发明专利]一种超薄甲壳素/二维层状碳化钛柔性薄膜的制备方法

说明书

本发明公布了一种超薄甲壳素/二维层状碳化钛柔性薄膜的制备方法，其将Ti₃AlC₂陶瓷粉末缓慢倒入LiF+HCl的混合溶液中刻蚀以制备二维层状纳米材料Ti₃C₂T_x，在氩气氛围下经超声后获得分散均匀的单层超薄碳化钛纳米片；将甲壳素溶液和Ti₃C₂T_x胶体混合超声得到分散均匀的混合溶液并抽滤成膜。本发明采用无毒，易得原料，制备过程简单，工艺可控，成本低，制备的超薄甲壳素/二维层状碳化钛柔性薄膜具有超强的柔性，且比表面积大，导电性良好，亲水性好，可广泛应用在储能、催化、吸附等领域。

技术领域

本发明涉及复合材料制备领域，具体涉及一种超薄甲壳素/二维层状碳化钛柔性薄膜的制备方法。

背景技术

二维层状碳化钛是一种新型的二维过渡金属碳化物，具有类似石墨烯的二维结构。通过利用化学刻蚀的手段选择性刻蚀掉前驱体Ti₃AlC₂中的Al原子层而得到二维层状碳化钛。二维层状碳化钛除了具备传统二维材料的性能外，还兼具较大的比表面积及良好的导电性、稳定性、磁性能和力学性能，已广泛应用于储能、催化、吸附等领域。

甲壳素在自然界中储量是仅次于纤维素的第二大多糖，广泛来源于虾、蟹等甲壳动物的外壳，具有良好的生物相容性、可降解性、重金属吸附性、亲水性。在生物医用材料、食品加工和水处理等领域具有广泛应用前景。

因此，超薄甲壳素/二维层状碳化钛柔性薄膜，具有超高的柔性，将有望在储能、催化、吸附等领域有更好的应用。

发明内容

本发明的目的在于通过将甲壳素和碳化钛进行复合，使其具有轻薄、柔韧的性能特点。

本发明的另一目的在于提供一种超薄甲壳素/二维层状碳化钛柔性薄膜的制备方法，其制备工艺简单，成本低廉。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种超薄甲壳素/二维层状碳化钛柔性薄膜的制备方法，步骤如下：

步骤1：将2g LiF加入到20ml HCl中搅拌20min，使其充分反应获得刻蚀液。

步骤2：向步骤1的溶液中缓慢加入2g~3.5gTi₃AlC₂粉末，在35℃下搅拌24~48h，然后用去离子水离心洗涤至中性，在真空环境下60℃干燥12h，获得多层Ti₃C₂T_x纳米片粉末。

步骤3：取步骤2中1g~2.5g多层Ti₃C₂T_x纳米片粉末加入200ml去离子水通氩气环境下超声4h，在冻干离心机下3500r/min离心1h获得单层Ti₃C₂T_x纳米片胶体溶液。

步骤4：将一滴冰醋酸溶液滴入40ml蒸馏水中，并将20mg~35mg甲壳素加入到40ml蒸馏水中，探针超声10~40min制备甲壳素溶液。

步骤5：将步骤4中甲壳素溶液取1.6ml~4ml加入到步骤3中Ti₃C₂T_x胶体溶液中，并用玻璃棒搅拌使得纳米片吸附在甲壳素上，再通过探针超声使其均匀的分散在溶液中，最后通过抽滤获得所需薄膜，放入真空干燥箱在45℃~60℃下干燥，得到甲壳素/二维层状碳化钛柔性薄膜。

本发明的有益效果：制备的原料易得，制备过程简单，工艺可控，成本低廉。制备的超薄甲壳素/二维层状碳化钛柔性薄膜具有超强的柔性，且比表面积大，导电性良好，亲水性好，可广泛应用在储能、催化、吸附等领域。

附图说明