[发明专利]一种纳米二氧化钛/MXene复合膜的制备方法、产物及应用

说明书

本发明属于催化剂技术领域，具体是一种纳米二氧化钛/MXene复合膜的制备方法、产物及应用，纳米二氧化钛分散液和MXene分散液混合反应后真空抽滤成膜，获得所述复合膜。本发明的复合膜在光催化降解氨气、硫化氢等有机污染物上具有较好的光催化活性，而且回收方便，经过简单处理后可实现多次重复使用。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种纳米二氧化钛/MXene复合膜的制备方法、产物及应用。

背景技术

具有光催化活性的纳米二氧化钛粉体在降解有机污染物，比如苯类溶剂、甲醛等具有较高的优势，因此有广泛的应用。但单纯的纳米二氧化钛使用不方便，一种方法是将纳米二氧化钛负载在一些载体上，比如石墨烯，再成型成膜，具有光催化降解性能更好、可回收、使用方便等优势。

MXene是一种新型二维层状材料，具有较高的比表面积，导热、导电性能好等特点。MXene作为载体负载纳米二氧化钛可提高二氧化钛的光催化活性，已有诸多报道。

但是纳米二氧化钛和MXene复合成膜还未有报道。

发明内容

本发明的一个目的在于克服现有技术缺陷，提供一种纳米二氧化钛/MXene复合膜的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种纳米二氧化钛/MXene复合膜。

本发明还有一个目的在于提供一种纳米二氧化钛/MXene复合膜的应用。

本发明的技术方案如下：

一种纳米二氧化钛/MXene复合膜的制备方法，包括以下步骤，

S1、将环氧基改性纳米二氧化钛超声分散在第一有机溶剂中，获得纳米二氧化钛分散液；本申请中对于第一有机溶剂并无特别的限制，只要能稳定的分散环氧改性纳米二氧化钛即可，但优选极性有机溶剂，可以选自四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、DMF、DMSO、DMAc、环己酮等。

S2、将氨基改性MXene二维层状材料超声分散在第二有机溶剂中，获得MXene分散液；本申请中对于第二有机溶剂并无特别的限制，只要能稳定的分散氨基改性MXene二维层状材料即可，但优选极性有机溶剂，可以选自甲醇、无水乙醇、异丙醇、四氢呋喃、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、DMF、DMSO、DMAc、环己酮等。

S3、将步骤S1的纳米二氧化钛分散液和步骤S2的MXene分散液混合，15～50℃搅拌反应1～5小时，真空抽滤成膜，获得所述二氧化钛/MXene复合膜。

优选的，步骤S1中所述环氧基改性纳米二氧化钛为环氧基硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛。硅烷偶联剂处理改性纳米二氧化钛已有很多的报道，在本申请中对环氧硅烷偶联剂并无特别的限制，但可以选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷和2-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种。

更优选的，所述纳米二氧化硅具有光催化活性。

优选的，步骤S1中所述纳米二氧化钛分散液的浓度为1～10mg/ml。