[发明专利]一种三维层状MXene-木头海绵电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三维层状结构的MXene-木头海绵电极的制备方法，其特征在于，依次对天然木材按生长方向进行切割和化学处理，得到木头海绵骨架，再通过添加MXene纳米片对所制备的木质海绵进行包覆后得到。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的天然木材为巴沙木材。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的化学处理为选择性地去除细胞壁中的木质素和半纤维素组分，然后进行冷冻干燥，制备出各向异性的木头海绵。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，去除木质素和半纤维组分的过程为：在混合溶液浸润后，用去离子水透析，以去除残留的化学物质，并经过处理彻底去除半纤维素。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的混合溶液由NaClO₂、乙酸钠和乙酸以及去离子水经过温和搅拌混合得到，NaClO₂含量为3wt%，所述的混合溶液的pH约为4.6。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，彻底去除半纤维素的过程为：将中间产物用氢氧化钠溶液处理，以达到彻底去除半纤维素的目的，最终得到所需的木头海绵。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，添加MXene纳米片进行包覆过程为：在真空烘箱中用MXene水分散液渗透木质海绵，然后将其放置在铜盘上，在液氮中预冷冷冻，然后冻干机上冻干。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述MXene水分散液中的MXene纳米片为Ti₃C₂T_x 片层，其尺寸为500-1000 nm；所述MXene水分散液中MXene纳米片，是通过盐酸和氟化锂选择性刻蚀前驱体MAX相来获得的；所述前驱体MAX相中，M为过渡族金属，A主要为Ⅲ族元素或Ⅳ族元素，X为C元素或N元素；所述前驱体MAX相优选为Ti₃AlC₂，选择性刻蚀去除Al相；所述刻蚀为盐酸加氟化锂进行刻蚀，经过离心清洗，手摇剥离为单片层。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备得到的三维层状结构的MXene-木头海绵电极。

10.根据权利要求9所述的三维层状结构的MXene-木头海绵电极在制备传感器中的应用，其特征在于，所述传感器为自供电的压力传感器，优选为压阻型压力传感器。