[发明专利]一种基于聚氨酯发泡原理构筑MXene复合泡沫及其制备方法

说明书

本发明提供一种基于聚氨酯发泡原理构筑MXene复合泡沫及其制备方法，属于新型低维材料制备技术领域。该方法先将二维过渡族金属碳氮化物MXenes与异氰酸酯混合均匀，得到甲溶液；然后将组合聚醚与预与MXene复合的材料混合，得到乙溶液；再将甲溶液和乙溶液搅拌混合，得到胶体溶液；最后将获得的胶体溶液转移到金属模具中静止，待胶体溶液发泡，填充金属模具，在经过老化后，即可获得基于聚氨酯发泡原理构筑MXene复合泡沫。本发明还提供上述制备方法得到的基于聚氨酯发泡原理构筑MXene复合泡沫。本发明形成的MXene复合泡沫具有明显的三维网络结构，其导电性可达10^‑6‑10^‑12s/m,且能够在10‑18GHz吸收电磁波，机械性能优异。

技术领域

本发明涉及新型低维材料制备技术领域，具体涉及一种基于聚氨酯发泡原理构筑MXene复合泡沫及其制备方法。

背景技术

二维过渡族金属碳氮化物MXenes在电化学能量存储、催化、水净化等领域展现出潜在的应用价值。而基于二维过渡族金属碳氮化物MXenes制备的气凝胶一直以来主要依托于冷冻干燥技术制备，很难以低成本获得大面积的二维过渡族金属碳氮化物MXenes气凝胶。

长期以来，二维过渡族金属碳氮化物MXenes气凝胶的制备技术限制了其进一步的研究与应用发展，如何突破二维过渡族金属碳氮化物MXenes气凝胶制备技术是本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的二维过渡族金属碳氮化物MXenes气凝胶技术复杂、无法在低成本条件下获得大尺寸高质量的气凝胶的问题，而提供一种基于聚氨酯发泡原理构筑MXene复合泡沫及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于聚氨酯发泡原理构筑MXene复合泡沫的制备方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤一：将二维过渡族金属碳氮化物MXenes与异氰酸酯混合均匀，得到甲溶液；

步骤二：将组合聚醚与预与MXene复合的材料混合，得到乙溶液；所述的组合聚醚为丙二醇嵌段聚醚、聚氧乙烯或聚氧丙烯嵌段聚合物，所述的预与MXene复合的材料为MXenes材料、石墨烯、碳纳米管或金属氧化物颗粒；

步骤三：将甲溶液和乙溶液搅拌混合，得到胶体溶液；

步骤四：将步骤三中获得的胶体溶液转移到金属模具中静止，待胶体溶液发泡，填充金属模具，在经过老化后，即可获得基于聚氨酯发泡原理构筑MXene复合泡沫。

优选的是，所述的二维过渡族金属碳氮化物MXenes为Ti₃C₂T_x、Ti₂N、Ti₂CT_x、Ti₃CN、V₄C₃、V₂CT_x、Nb₄C₃、Mo₂TiC、Mo₂C、Ta₄C₃或Ta₂C。

优选的是，所述的异氰酸酯为苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的或赖氨酸二异氰酸酯(LDI)。

优选的是，所述的二维过渡族金属碳氮化物MXenes的质量g：异氰酸酯的体积mL为(0.5-20)：(2-400)。

优选的是，所述的金属氧化物颗粒为氧化三铁、氧化铜或氧化锌。

优选的是，所述的乙溶液的浓度为5-100mg/mL。