[发明专利]一种Mxene-聚丙烯酸复合水凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种Mxene-聚丙烯酸复合水凝胶，其特征在于，包括聚丙烯酸及二维Mxene材料，

在Mxene-聚丙烯酸复合水凝胶中，所述二维Mxene材料作为聚合物增强体，均匀分散在所述聚丙烯酸中。

2.根据权利要求1所述的Mxene-聚丙烯酸复合水凝胶，其特征在于，所述二维Mxene材料为经十六烷基三甲基溴化铵表面改性的二维Mxene材料。

3.根据权利要求1或2所述的MXene-聚丙烯酸复合水凝胶，其特征在于，所述二维Mxene材料为二维层状Ti₃C₂。

4.一种Mxene-聚丙烯酸复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备Mxene均匀溶液：在分散有二维Mxene材料的溶液中加入表面改性剂，超声分散形成Mxene均匀溶液；

制备Mxene/丙烯酸混合溶液：向所述Mxene均匀溶液中加入丙烯酸单体，搅拌至混合均匀；

制备复合水凝胶：向所述Mxene/丙烯酸混合溶液中加入交联剂及引发剂，在聚合温度下恒温至聚合反应反应完全。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，经如下步骤得到二维Mxene材料：

提供MAX材料，所述MAX材料为Ti₃AlC₂；

将所述Ti₃AlC₂放入氢氟酸溶液中进行选择性刻蚀，得到二维层状的Ti₃C₂。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，制备Mxene均匀溶液还包括以下步骤：

按照表面改性剂与Mxene的质量比为2:1的配比称取表面改性剂及二维Mxene材料；

将二维Mxene材料超声分散于去离子水中。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述表面改性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

8.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，在Mxene/丙烯酸混合溶液中，二维Mxene材料的质量百分比为0.01‰～1‰。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，制备复合水凝胶还包括以下步骤：

以所述丙烯酸单体质量的0.1～0.5％称取所述交联剂；

按照引发剂与交联剂的质量比为5:1的配比称取所述引发剂；

向所述Mxene/丙烯酸混合溶液中加入所述交联剂，保持快速搅拌并升温至40℃～50℃，形成反应体系；

向所述反应体系中加入所述引发剂，并升温至聚合温度60℃～80℃，在所述聚合温度下恒温1～3小时。

10.根据权利要求4或9所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，所述引发剂为过硫酸钾。