[发明专利]一种纤维素纳米晶协同诱导光限幅薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维素纳米晶协同诱导光限幅薄膜的制备方法，具体包括如下过程：步骤1，合成MXene水分散溶液；步骤2，制备纤维素纳米晶；步骤3，根据步骤1和步骤2所得结果制备MXene纤维素纳米晶光限幅薄膜。本发明提供了制备MXene材料的方法，将MXene材料与具有非线性散射的纤维素纳米晶(CNC)复合制备成一种新型的固体膜材料。

技术领域

本发明属于光限幅纳米高分子材料技术领域，涉及一种纤维素纳米晶协同诱导光限幅薄膜的制备方法。

背景技术

Mxene是一种类似二维石墨结构的新材料。Mxene是一类具有M_n+1XnTx构成的材料体系，其中M代表过渡金属元素，X表示C或者N,T代表材料的表面修饰体。2011年被合成出以后陆续被发现在储能、催化润滑、抗菌、电磁屏蔽、水处理等领域皆具良好的性能及优势。金属元素和C和N元素的组合也赋予了MXene良好的电学性能，值得注意的是良好的电学性能并没有影响其光学性能。Mxene在光学领域被证实具有线性光学性质和非线性的光学性质，其线性光学性质具有吸收，透过以及光致发光等性能。同时在非线性光学中被证实有饱和吸收和非线性折射的作用。同时，Mxene材料本身自带表面修饰体赋予了Mxene本身具有良好的生物相溶性。除此之外，纤维素作为一种廉价易得并且可生物降解的天然高分子聚合物，受到了世界各地学者的注意和研究。纤维素纳米晶(CNC)是一种纳米级光子晶体，可通过自组装成手性向列液晶，其内部拥有层状螺旋结构，通过调控磁场，温度，湿度等条件来影响其光学性能。纳晶纤维素本身具有非线性散射机理，也是一种天然光限幅材料。因此MXene与纤维素纳米晶(CNC)两相协同作用增强光限幅。

发明内容

本发明的目的是一种纤维素纳米晶协同诱导光限幅薄膜的制备方法，该方法，该方法提供了制备MXene材料的方法，将MXene材料与具有非线性散射的纤维素纳米晶(CNC)复合制备成一种新型的固体膜材料。

本发明所采用的技术方案是，一种纤维素纳米晶协同诱导光限幅薄膜的制备方法，具体包括如下过程：

步骤1，合成MXene水分散溶液；

步骤2，制备纤维素纳米晶；

步骤3，根据步骤1和步骤2所得结果制备MXene纤维素纳米晶光限幅薄膜。

本发明的特点还在于：

步骤1的具体过程为：取100毫升的7～10M的的盐酸溶液于容器中，并向容器中添加0.2M～0.3M的氟化锂，在35摄氏度下搅拌半小时，然后向溶液中添加LiF/MAX质量比为8：5的MAX相,将所得的混合溶液在35摄氏度下持续搅拌35小时，待搅拌完毕后，将离心机的转速控制在3500r/min，并用去离子水将混合溶液离心洗涤至PH＝5～6，将得到的样品分散在去离子水中，得到MXene的水溶液。

步骤3的具体过程为：将纤维素纳米晶与MXene水溶液混合，得混合液，并将该混合液搅拌均匀，再将混合液在超声仪器中超声；超声结束后，将混合液倒入聚苯乙烯圆底培养皿中，采用蒸发自组装的方式静置3-10天，即得。

步骤3中，纤维素纳米晶与MXene水溶液以4wt％：0.1～1wt％混合。

步骤3中，超声的时间为30-60min。

本发明的有益效果是：本发明制备出MXene材料，探究了MXene材料除开已知的非线性折射以外，还拥有非线性饭饱和吸收的效果。同时纤维素纳米晶(CNC)作为基底材料，具有非线性散射机理。不仅如此，纤维素纳米晶(CNC)薄膜具有良好的柔韧性。因此，MXene@纤维素纳米晶不仅协同将同增强了光限幅效果，同时可作为极具潜力的柔性的激光防护器件。

附图说明

图1是本发明一种纤维素纳米晶协同诱导光限幅薄膜的制备方法；