[发明专利]MXene气凝胶纤维、其制备方法及应用

权利要求书

1. 一种MXene气凝胶纤维，其特征在于，所述MXene气凝胶纤维具有由二维MXene片层搭接形成的连续MXene三维多级孔网络结构，所述MXene气凝胶纤维的直径为10 μm ~ 1mm，长径比为10⁰ ~ 10⁷，密度为0.001 ~ 1 g/cm³，孔隙率为86.5% ~ 99.5%，比表面积为1 ~300 m²/g，所含孔洞的尺寸为1~100 nm，孔容为0.1 ~ 4.0 cm³/g，电导率为1.0×10² ~ 1.0×10⁵ S/m；所述MXene气凝胶纤维包括由孔径在2 nm以下的微孔、孔径为2 ~ 50 nm的介孔和孔径为50 nm ~ 500 µm的大孔组成的MXene三维多级孔网络结构；

其中，所述MXene气凝胶纤维的制备方法包括：

对MAX相材料进行化学刻蚀处理，获得MXene材料，并形成MXene分散液；

以所述MXene分散液作为纺丝液，采用纺丝技术，制得MXene水凝胶纤维；

采用真空冷冻干燥法或超临界流体干燥法对所述MXene水凝胶纤维进行干燥处理，获得MXene气凝胶纤维。

2.根据权利要求1所述的MXene气凝胶纤维，其特征在于：所述MXene气凝胶纤维具有电加热和/或光热转换性能。

3.根据权利要求1所述的MXene气凝胶纤维，其特征在于，所述MXene气凝胶纤维的制备方法包括：以氟化锂与盐酸的混合液或者氟化氢，对所述MAX相材料进行化学刻蚀处理。

4.根据权利要求1所述的MXene气凝胶纤维，其特征在于，所述MAX相材料选自Ti₃AlC₂、Ti₂AlC和Ti₃AlCN中的任意一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求1所述的MXene气凝胶纤维，其特征在于：所述纺丝技术选自湿法纺丝、干法冷冻纺丝、干喷湿法纺丝中的任意一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求5所述的MXene气凝胶纤维，其特征在于，所述湿法纺丝包括：将MXene分散液通过选定的注射针头注射到选定的凝固浴中，之后经收集获得MXene水凝胶纤维。

7.根据权利要求5所述的MXene气凝胶纤维，其特征在于，所述干法冷冻纺丝包括：将MXene分散液通过选定的注射针头注射到液氮中，之后经收集获得MXene水凝胶纤维。

8.根据权利要求5所述的MXene气凝胶纤维，其特征在于，所述干喷湿法纺丝包括：将MXene分散液通过选定的注射针头喷出后先经过空气然后再注射到凝固浴中，之后经收集获得MXene水凝胶纤维。

9. 根据权利要求6-8中任一项所述的MXene气凝胶纤维，其特征在于：所述MXene分散液中MXene材料的浓度为3 ~ 200 mg/mL。

10. 根据权利要求6-8中任一项所述的MXene气凝胶纤维，其特征在于：所述注射针头的内径为10 μm ~ 1500 μm。