[发明专利]一种二维自交联MXene膜在离子分离中的应用

权利要求书

1.一种二维自交联MXene膜在离子分离中的应用，其特征在于：

所述二维自交联MXene膜是将二维MXnen膜进行自交联处理得到；所述离子分离是指能够分离出水合半径≥6.62Å的离子；

所述二维MXene膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）将锂盐与酸溶液混合，得到混合液；再将三维层状MAX相原料加入混合液中，搅拌，离心，洗涤，干燥，得到二维层状MXene粉末；

（2）将二维层状MXene粉末与溶剂混合，超声处理，离心，取上清液，获得含有二维MXene纳米片的溶液；

（3）将步骤（2）将上述二维MXene纳米片的溶液通过喷雾法，堆积到孔径为0.5μm，直径为10mm的尼龙-66有机基底上，在鼓风干燥箱50℃下干燥12h后得到二维MXene膜；

（4）将上述干燥后的二维MXene膜，在真空高燥箱120℃下干燥10h后得到二维自交联MXene膜。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述离子为阳离子，包括Li⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、AL³⁺中一种以上。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：包括以下步骤：

（a）将二维自交联MXene膜放入离子渗透分离装置中，在进料侧加入离子的盐溶液；

（b）在渗透侧加入水，从而实现离子分离截留。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：

步骤（a）中所述的盐溶液为LiCl、NaCl、KCl、MgCl₂、ALCl₃、Li₂SO₄、Na₂SO₄、K₂SO₄、MgSO₄中一种以上；盐溶液浓度为0.1~2 mol/L。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤（1）中所述锂盐为氟化锂、氯化锂、溴化锂、硫酸锂和硝酸锂中的一种以上；酸溶液为氢氟酸、磷酸、硫酸和硝酸中的一种以上；所述MAX相原料为Ti₂AlC、V₂AlC、Ti₃SiC₂、Ti₃AlC₂、Ti₄AlN₃和Nb₄AlC₃中的一种以上；

步骤（1）中所述锂盐与酸溶液的质量体积比为（1~3）g：（100~200）ml；所述酸溶液的体积浓度为10%~40%；

步骤（1）中所述MAX相原料与锂盐的质量比为（1~3）g：（1~3）g。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤（1）中所述搅拌的时间为1~10小时；

步骤（1）中所述离心的转速为1000~8000rpm；离心时间为5~100min；

步骤（2）中所述溶剂为乙醇、二甲亚砜、水、N-甲基吡咯烷酮、聚碳酸酯和N，N-二甲基甲酰胺中的一种以上；所述二维层状MXene粉末与溶剂的质量体积比为（1~3）g:（500~1000）mL；

步骤（2）中所述超声处理的时间为0.5~8h；

步骤（2）中所述离心转速为500~8000rpm；离心的时间为1~3h。

7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述二维自交联MXene膜用于海水淡化和脱盐领域。