[发明专利]一种耐久超疏水棉织物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种耐久超疏水棉织物及其制备方法，将高碘酸钠氧化后的棉织物常温下置于硝酸银中30‑60min，接下来浸渍在十八胺‑KH560改性Ti₃C₂T_x/TiO₂分散液中进行浸轧整理，两浸两轧，控制轧余率100％，80℃烘干2min，120℃定型5min，最终制备得到一种具有耐水洗、耐超声、耐弯折、耐强酸/碱等特性的耐久超疏水棉织物。十八胺‑KH560改性Ti₃C₂T_x/TiO₂与棉织物之间的附着力牢固，不易从棉织物表面脱落，从而使得超疏水性能具有长效性。此外，耐久超疏水棉织物还具备抗菌/抗病毒、抗紫外、电磁屏蔽、导电等功能。

技术领域

本发明涉及纳米材料和纺织领域，具体涉及一种耐久超疏水棉织物及其制备方法。

背景技术

超疏水表面通常是通过低表面能物质的修饰以及微纳粗糙结构的构筑来实现的。由于其特殊的表面润湿性，不仅在自清洁、表面防腐、油水分离和防结冰等领域表现出诱人的前景，而且在日常生活、生物医学和军事等领域也具有潜在的应用价值。但是在实际应用过程中，低表面能物质容易受到温度、光照和强氧化剂等作用的刺激发生分解，微纳粗糙结构也容易在机械摩擦或磨损等物理作用下受到破坏，从而影响涂层的黏附力和润湿性，导致超疏水性能下降或丧失，限制其应用。因此，制备耐久型超疏水表面是超疏水材料能够真正得以应用的关键。一般来说，超疏水表面耐磨性差的主要原因是超疏水表面与基材间的附着力差，易从基材表面脱落(化工进展,2020,39(12):5148-5160)。

过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物(通常称为MXenes)是自2011年YuryGogotsi等发现碳化钛(Ti₃C₂T_x)以来的一类新型二维材料。这些材料的一般公式为M_n+1X_nT_x(n＝1、2或3)，其中M是早期过渡金属，X是碳和/或氮，T是从合成过程中继承的表面基团，通常为-OH、-O和-F。MXenes通常由三元碳化物或氮化物的MAX相选择性地刻蚀A原子层制得，其中A主要是IIIA族和IVA族元素。迄今为止报道的MAX相有70多种，目前20多种基于Ti、V、Nb、Mo、Ta和Zr等的MXenes被成功合成。这种化学和结构上的多功能性使得MXenes在高导电性、大表面积等方面具有与石墨烯等其它二维纳米材料的竞争优势，在多种应用领域特别是在电池、超级电容器和催化等能量转换和储能领域有着广阔的应用前景(Advanced FunctionalMaterials,2020,2000712；Advanced optical Materials,2020,2001120；材料导报,2022,36(04):19-28；复合材料学报,2022,39(02):467-477；材料工程,2022,50(01):43-55；人工晶体学报,2021,50(11):2183-2191；复合材料学报,2022,39(02):460-466)。

目前，基于MXene的超疏水纺织品的文献很少。而且绝大部分超疏水纺织品都是将纺织品直接浸泡在低表面能物质如聚二甲基硅氧烷(PDMS)中，低表面能物质与纺织品之间缺乏牢固的结合。例如Li采用逐层组装的方法开发了一种多功能纺织品，该纺织品具有优越的不对称超疏水性、优异的电磁干扰(EMI)屏蔽、出色的光热转换性能和太阳能水蒸发性能。SiO₂纳米颗粒/聚二甲基硅氧烷(PDMS)和1H、1H、2H、2H全氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTES)的协同效应使纺织品具有高达160°的水接触角。MXene则为多功能纺织品提供了高导电性(1200S/m)和EMI屏蔽效果(36dB)(ACS Applied MaterialsInterfaces,2021,13(24):28996-29007)。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种耐久超疏水棉织物及其制备方法。

本发明通过如下的技术方案实现：