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一种MXene/导电聚合物复合气凝胶的制备方法
发布时间:2021-05-07     作者:yyp   分享到:

一种MXene/导电聚合物复合气凝胶的制备方法,包括如下步骤:

(1)以Ti3AlC2为原材料,通过刻蚀制备MXene水溶液,然后进行冷冻干燥或抽滤后常温真空干燥得到MXene固体;

(2)将MXene固体溶解在有机溶剂中,配制成0.5~5mg/mL的溶液;

所述有机溶剂为NMP(N-甲基吡咯烷酮)、DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、DMSO(二甲基亚砜)中的一种或几种;

(3)将导电聚合物加入(2)中的MXene有机溶液,通入惰性气体,加热80~120℃搅拌反应1~5h,得到MXene/导电聚合物均相混合溶液;

所述MXene与导电聚合物按质量比为1:3~20计算;惰性气体为氮气、氩气、氦气、氖气中的任意一种或几种的混合;

(4)停止搅拌,将(3)条件下的混合液置于冰浴条件下,缓慢加入甲醇或乙醇,经过3~10次置换,置换出有机溶剂,得到MXene/导电聚合物复合凝胶;

(5)过滤,在20~40℃真空干燥或冷冻干燥或超临界干燥10~24h,得到MXene/导电聚合物复合气凝胶;

上述的一种MXene/导电聚合物复合气凝胶的制备方法,步骤(1)所述刻蚀制备MXene包括以下步骤:

A、将LiF加入到装有盐酸的塑料瓶中,搅拌反应3~10min,再加入Ti3AlC2,搅拌均匀;

所述按质量比为盐酸:LiF:Ti3AlC2 =(1~5):1:1计算;

B、将A得到的混合液置于15~35℃恒温水浴锅中,搅拌反应20~35h;

C、把B反应后的混合液置于离心机中离心,倒出上清液,加入去离子水混匀再次离心;

D、反复操作步骤C数次后倒出上层液体,得到刻蚀后的MXene水溶液。

所述反复操作步骤C数次为1~6次。

热诱导相分离,是指利用聚合物与高沸点、低分子量的有机溶剂在高温形成均相溶液,急剧降温时发生固-液相分离,然后脱除有机溶剂的原理。溶剂诱导相分离,是指利用聚合物在不同溶剂中溶解度不同,从低溶解度溶剂置换高溶解度溶剂,实现固-液分离的原理。在已有的利用热诱导相分离制备凝胶技术基础上,结合溶剂诱导相分离技术,高效的制备MXene/导电聚合物复合气凝胶。

片层状MXene表面有-O、-F等基团,在高温下能与导电聚合物发生键合作用,形成稳定的化学键,从而得到片层状MXene插入导电聚合物凝胶中的一体化三维网格结构。

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