[发明专利]一种碳化钛包覆羟基锡酸锌杂化粉体及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种碳化钛包覆羟基锡酸锌杂化粉体，其特征在于：包括

由多巴胺包覆后的羟基锡酸锌和二维碳化钛通过界面电荷吸引结合而成的碳化钛包覆羟基锡酸锌杂化粉体，碳化钛包覆羟基锡酸锌杂化粉体即为Ti3C2Tx@PDA@ZHS；所述碳化钛包覆羟基锡酸锌杂化粉体具有边缘圆润的立方体结构。

2.根据权利要求1所述的一种碳化钛包覆羟基锡酸锌杂化粉体作为ABS阻燃抑烟减毒剂中的应用。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：将碳化钛包覆羟基锡酸锌杂化粉体与ABS进行液相混合制得复合材料，所述复合材料中碳化钛包覆羟基锡酸锌杂化粉体的添加比例为质量百分比2％。

4.根据权利要求1所述的一种碳化钛包覆羟基锡酸锌杂化粉体的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

S1、利用氟化锂和盐酸的混合溶液刻蚀碳化铝钛中的铝原子层制备得到碳化钛沉淀；

S2、将S1中得到的碳化钛沉淀重新分散在水中，超声、离心，除去沉淀物，取上层清液，即得到碳化钛纳米片(Ti₃C₂T_x)悬浮液；

S3、以硫酸锌和锡酸钠为原料，合成羟基锡酸锌，再将羟基锡酸锌粉末与多巴胺一起溶解搅拌得到多巴胺包覆羟基锡酸锌(PDA@ZHS)；

S4、将S3中得到的羟基锡酸锌溶解于去离子水中，通过调节pH值至1-3，得到酸性溶液；

S5、将S4中得到的羟基锡酸锌溶液加入至S2中得到的碳化钛纳米片悬浮液中，反应后得到的纳米粉体沉淀物即为碳化钛包覆羟基锡酸锌杂化粉(Ti₃C₂T_x@PDA@ZHS)。

5.根据权利要求4所述的一种碳化钛包覆羟基锡酸锌杂化粉体的制备方法，其特征在于：所述多巴胺与所述碳化钛沉淀添加的质量比为1:(0.5-1)。

6.根据权利要求4所述的一种碳化钛包覆羟基锡酸锌杂化粉体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、取0.5g碳铝钛和0.5g氟化锂置于塑料烧杯中，加入10-15mL浓度为7-10mol/L的盐酸，于35-50℃下搅拌反应36-60h，搅拌速度为400-600rpm，反应结束后经反复离心、洗涤至pH为7，干燥后得到碳化钛沉淀；

S2、取S1中得到的碳化钛沉淀0.2g，分散在50mL去离子水中，在0-5℃下超声30-60min，超声功率为100-300W，然后在4000-5000rpm下离心，除去沉淀物，取上清液，即得到碳化钛纳米片悬浮液；

S3、将0.6g的ZnSO₄·7H₂O和0.6g的Na₂SnO₆·3H₂O分散在300mL去离子水中搅拌4h，离心取下层沉淀，在60℃烘箱中烘干，得到白色粉末为纯ZHS；然后将得到的0.5g的纯ZHS超声均匀分散在100mlTris–HCl溶液中(10mmol，pH＝8.5)，将0.2g的多巴胺溶解在少量Tris–HCl溶液中，用滴管缓慢滴加到ZHS溶液中，室温搅拌24-48h，得到深棕色溶液；最后，将得到的液体离心取下层沉淀，至少水洗4次，60℃烘干得到棕色粉末为PDA@ZHS；

S4、将PDA@ZHS粉末溶解在少量去离子水中，滴加HCl溶液将pH调至酸性，取碳化钛悬浮液，将酸化后的PDA@ZHS溶液滴加到碳化钛悬浮液中，可以看到溶液中析出沉淀，表明PDA@ZHS成功附载在碳化钛纳米片上，然后离心取下层沉淀，水洗至中性，冷冻干燥得到黑色固体即为碳化钛包覆羟基锡酸锌杂化粉体(Ti₃C₂T_x@PDA@ZHS)。

7.根据权利要求6所述的一种碳化钛包覆羟基锌杂化粉体的制备方法，其特征在于：所述滴加HCl溶液将pH调至1-3，按照PDA@ZHS与碳化钛质量比为1：1取碳化钛悬浮液。