[发明专利]一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种纺锤状MXene-碳纳米管二维膜，其特征在于，包括支撑层和分离功能层，所述支撑层位于分离功能层下方；所述分离功能层由MXene和碳纳米管形成的具有纺锤形通道的二维堆叠膜，其中，碳纳米管为羧基化多壁碳纳米管，氨基化多壁碳纳米管，羧基化单壁碳纳米管或氨基化单壁碳纳米管；所述纺锤状MXene-碳纳米管二维膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，制备分离功能层所用的 MXene材料

将碳钛化铝加入到盐酸-氟化锂混合溶液中，在30~40℃下240-420rmp转速下搅拌，经过24小时，得到分散液A；其中，盐酸的浓度为6-12M, 碳钛化铝与氟化锂的质量比为1：1-1.5；将制备的分散液A进行离心分离、洗涤、得到 MXene多层材料沉淀物；将制备的 MXene多层材料加去离子水重新分散后，再进行超声或手摇剥离0.5-1h，离心得到单层MXene分散液；

步骤2，制备复合纳滤膜的分离功能层

将碳纳米管分散于去离子水中得质量分数为0.0025wt%-0.005wt%的碳纳米管分散液，再将步骤1制备的单层MXene分散液用水稀释至0.15-1.5mg/L后，加入碳纳米管分散液中，超声分散后得到混合分散液，其中，MXene与碳纳米管的质量比为1：0.5~1；

步骤3，支撑层预处理

将支撑层放入浓度为0.5-1M的NaOH 溶液中，60℃预处理3h后备用，其中，支撑层为尼龙膜，PAN膜或AAO膜，且孔径为100-200nm；

步骤4，制备纺锤状MXene-碳纳米管二维膜

将步骤2中混合分散液通过抽滤或压滤在步骤3预处理后的支撑层上形成分离功能层，即得纺锤状MXene-碳纳米管二维膜，所述分离功能层的厚度为500-1000nm。