[发明专利]一种电泳沉积法制备的二维MXene膜在离子截留中的应用

说明书

本发明属于离子截留的技术领域，公开了一种电泳沉积法制备的二维MXene膜在离子截留中的应用。所述二维MXene膜在离子截留中的应用，所述二维MXene膜是利用电泳沉积法得到。所述的应用具体是将二维MXene膜置于离子截留装置中，膜的一侧加入离子化合物溶液，膜的另一侧加入水，二维MXene膜实现离子截留。所述离子化合物溶液的浓度为0.01～2mol/L；所述离子化合物为氯化钠、氯化锂、氯化钾、氯化镁、氯化铝、氯化铜、硫酸钠、硫酸锂、硫酸钾、硫酸铝中一种以上。本发明将电泳沉积法得到的二维MXene膜用于离子拦截时，对离子具有很高的拦截效果；而且膜的密封性好，不易脱落，容易组装。

技术领域

本发明属于纳米膜的制备和离子截留的领域，具体涉及一种利用电泳沉积法制备的二维MXene膜在离子截留中的应用。

背景技术

随着全球资源紧缺，环境污染形势日益严重，当前淡水资源匮乏日益严重，已成为全球性的环境问题。而全球水资源总量中近97.5％的水为海水等咸水资源，且数据显示世界上超过70％的人口居住在距海边70km的范围内，因此20世纪后半叶以来，海水淡化被认为是最实用的能持续提供淡水来源的方法。

由于海水盐含量极高，且含有大量微生物，需要淡化才能饮用。海水淡化的核心在于分离微生物和盐，在物理方法中，利用热能作为驱动力，盐水分离过程中涉及相变的归类为热方法，主要包括多级闪蒸、多效蒸馏、压汽蒸馏、冷冻法和增湿除湿等方法；利用膜(半透膜或离子交换膜等)进行盐水分离且不涉及相变的则归类为膜方法，主要包括反渗透和电渗析等方法；而精馏等传统热法分离方法，操作复杂，能耗巨大，膜分离方法优势显著，可大大降低能耗，提高分离效率，成为未来发展的主要趋势。

目前实现大规模工业化的主要有聚合物膜，它们存在稳定性不佳，不耐污等缺陷。近年来，随着氧化石墨烯膜在离子分离领域发展迅速，类似的二维纳米膜材料因其机械性能良好、化学稳定性高、制备简单、性能优异等特点引起科研界的广泛关注。而二维过渡金属碳氮化物(MXene)膜，与氧化石墨烯膜相比，制备更简单，导电性更高，亲水性更好，在分离领域展现出了工业应用潜力，其中MXene材料的结构通式为M_n+1X_n或(M1,M2)_n+1X_n或M_n+1(X₁,X₂)_n中的一种或两种以上的组合；所述的M_n+1X_n中,M＝Ti,Nb,V,Mo,Zr,Cr,W,Ta；n＝1,2,3；X＝C,N；所述的(M₁,M₂)_n+1X_n中,M₁,M₂＝Ti,Nb,V,Mo,Zr,Cr,W,Ta；n＝1,2,3；X＝C,N；所述的M_n+1(X₁,X₂)_n中,M＝Ti,Nb,V,Mo,Zr,Cr,W,Ta；n＝1,2,3；X₁,X₂＝C,N。目前MXene膜已有报道在水处理，但是现有的二维材料MXene多数在颗粒尺寸比较大的分子或者离子中应用，而在小离子的截留上，也就是反渗透上还是一片空白，因此MXene膜在离子截留上的应用还有不少潜力。

发明内容

为了改进现有的技术的不足，实现MXene膜在离子截留领域的突破，本发明的目的在于提供一种电泳沉积法制备的二维MXene膜在离子截留中的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种二维MXene膜在离子截留中的应用；所述二维MXene膜利用电泳沉积法得到。

所述二维MXene膜具体通过以下步骤得到：

(1)将MAX粉末在盐酸与氟化锂的作用下进行刻蚀，离心，洗涤，超声分散，获得MXene纳米片溶液；