[发明专利]一种超韧性高耐磨MXene基复合材料的制备方法有效
| 申请号： | 202210375648.1 | 申请日： | 2022-04-11 |
| 公开（公告）号： | CN114591600B | 公开（公告）日： | 2022-12-13 |
| 发明（设计）人： | 张俊彦;白常宁;高凯雄 | 申请（专利权）人： | 中国科学院兰州化学物理研究所 |
| 主分类号： | C08L63/00 | 分类号： | C08L63/00;C08K3/22;C08K3/14;C08K7/24 |
| 代理公司： | 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246 | 代理人： | 刘妮 |
| 地址： | 730000 甘肃省兰州市城*** | 国省代码： | 甘肃;62 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 韧性 耐磨 mxene 复合材料 制备 方法 | ||
1.一种超韧性高耐磨MXene基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：Ti3C2Tx MXene纳米片的合成
将LiF缓慢加入HCl中并持续搅拌，待完全溶解后，逐渐加入Ti3AlC2以形成第一混合物，将第一混合物在35℃搅拌24小时后获得的产物用去离子水洗涤数次，直到上清液的pH为6，再在冰浴中的N2气氛中超声处理上清液，然后以不同的离心速度，得到S-MXene纳米片和L-MXene纳米片；
步骤二：氧化锌颗粒的制备
以聚乙二醇为溶剂，溶解Zn(NO3)2·6H2O和聚乙烯吡咯烷酮的复合溶液，将复合溶液转移到高压釜中，在200℃下保持6小时，冷却至室温后得氧化锌球体，用去离子水和乙醇离心洗涤氧化锌球体数次，并在烘箱中干燥；
步骤三：多孔定向排列式MXene基泡沫体的制备
将S-MXene分散在去离子水中，然后使用超声波将氧化锌球体分散在去离子水中，并滴入S-MXene溶液中并磁力搅拌12小时，直至S-MXene纳米片被静电吸附到氧化锌球体表面，待完成吸附后，加入L-MXene溶液并搅拌1小时得第二混合物，再将第二混合物通过聚丙烯膜过滤形成湿MXene基泡沫体，然后在真空下冷冻干燥48小时，得到多孔定向排列式MXene基泡沫体；
步骤四：固化形成MXene基复合材料：
以1000:1质量比的环氧树脂和2,4-戊二酸钕(III)在80℃下搅拌8小时得到第三混合物，冷却至室温后，将第三混合物与固化剂以100:95的质量比进一步混合，制成均质溶液，然后，将多孔定向排列式MXene基泡沫体浸入均质溶液中，在真空条件下脱气6小时，再将MXene基泡沫体-环氧树脂混合物在135℃下预固化2小时，然后在165℃下完全固化14小时。
2.如权利要求1所述的超韧性高耐磨MXene基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，LiF和Ti3AlC2的质量比为0.5～0.75，两者混合浓度为80mg/mL。
3.如权利要求2所述的超韧性高耐磨MXene基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，离心至少两次，且第一次离心速度不高于3000rpm，第二次不低于5000rpm。
4.如权利要求3所述的超韧性高耐磨MXene基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中，Zn(NO3)2·6H2O和聚乙烯吡咯烷酮质量比为1:1，两者混合浓度为12mg/mL。
5.如权利要求4所述的超韧性高耐磨MXene基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中，S-MXene、氧化锌球体和L-MXene的质量比为1:2:4。
6.如权利要求5所述的超韧性高耐磨MXene基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中，干燥后MXene基泡沫体密度为0.5mg/cm3。
7.如权利要求6所述的超韧性高耐磨MXene基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤四中，MXene基泡沫体浸入均质溶液真空条件下脱气时温度在45～55℃。
8.根据权利要求1-7任一所述方法制备得到的MXene基复合材料在润滑领域的应用。
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