[发明专利]Janus结构MXene-CNF气凝胶及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种Janus结构MXene-CNF气凝胶，其特征在于，包括：CNF层和MXene-CNF层，其中，所述CNF层和MXene-CNF层能够自组装形成Janus结构。

2.根据权利要求1所述的Janus结构MXene-CNF气凝胶，其特征在于：所述CNF层的材质包括TEMPO-CNF、磺化CNF、季铵化CNF、细菌CNF中的任意一种或两种以上的组合，优选为TEMPO-CNF；

和/或，所述CNF层的厚度为0.5-2.5cm；

和/或，所述CNF层具有多孔结构，孔隙率为96-99％，所含孔洞的孔径为80-300μm；

和/或，所述CNF层的吸光度为5-20％，红外发射率在90％以上。

3.根据权利要求1所述的Janus结构MXene-CNF气凝胶，其特征在于：所述MXene-CNF层中的MXene包括Ti₃AlC₂、Ti₂AlC、Nb₂AlC、V₂AlC、Mo₃AlC₂、Ti₃SiC₂中的任意一种或两种以上的组合；

和/或，所述MXene-CNF层中CNF与MXene的质量比为2∶1-6∶1；

和/或，所述MXene-CNF层的厚度为0.5-2.5cm；

和/或，所述MXene-CNF层的微观形貌结构为片层结构；

和/或，所述MXene-CNF层的吸光度为80-98％，最低红外发射率为60％-90％。

4.根据权利要求1所述的Janus结构MXene-CNF气凝胶，其特征在于：所述CNF层与MXene-CNF层的厚度比为2∶1-1∶3；

和/或，所述Janus结构MXene-CNF气凝胶的总厚度为1-5em；

和/或，所述Janus结构MXene-CNF气凝胶的拉伸性能为1-2.5MPa，循环压缩性能为100-200kPa；

和/或，在夏季，与环境温度相比，所述Janus结构MXene-CNF气凝胶能够使室内温度降低6-10℃，在冬季，与环境温度相比，所述Janus结构MXene-CNF气凝胶能够使室内温度升高4-6℃。

5.一种Janus结构MXene-CNF气凝胶的制备方法，其特征在于，包括：

将CNF水分散液、生物相容性水分散液、交联剂均匀分散，得到CNF层混合液；

将CNF水分散液、MXene水分散液、生物相容性水分散液、交联剂均匀分散，得到MXene-CNF层混合液；

将所述CNF层混合液、MXene-CNF层混合液按设定顺序依次进行冷冻，得到Janus结构MXene-CNF冰凝胶；

使所述Janus结构MXene-CNF冰凝胶通过酸性溶液反应交联，再进行溶剂置换、干燥，制得Janus结构MXene-CNF气凝胶。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述CNF水分散液中所含CNF包括TEMPO-CNF、磺化CNF、季铵化CNF、细菌CNF中的任意一种或两种以上的组合，优选为TEMPO-CNF；

和/或，所述CNF水分散液中CNF的浓度为0.4-1.4wt.％；

和/或，所述MXene水分散液中MXene的浓度为0.05-0.3wt.％；

和/或，所述生物相容性水分散液中所含生物相容性物质包括海藻酸钠、丹宁酸、聚乙烯醇、甲壳素中的任意一种或两种以上的组合；

和/或，所述生物相容性水分散液中生物相容性物质的浓度为0.1-1wt.％；

和/或，所述CNF水分散液与生物相容性水分散液的质量比20∶1-60∶1；

和/或，所述交联剂包括氯化铁、氯化钙、碳酸钙、氯化铜中的任意一种或两种以上的组合；

和/或，所述交联剂在CNF层混合液中的浓度为0.05-0.2wt.％。