CN114656288A - 一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法和应用，所述MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料包括层叠设置的光热转换层和隔热层，所述光热转换层的材料包括MXene纳米片，所述隔热层的材料包括氧化物陶瓷纤维。本发明通过选用具有低密度和高柔韧性的陶瓷纤维制备出具有多孔结构的隔热支撑层，再将MXene纳米片引入到纤维膜表面来实现高效的光热转换，通过对陶瓷纤维膜内部孔径的调控，使得纤维膜的隔热保温功能达到最佳，进而使复合材料具备光热转换效率高，导热系数低、机械性能好、稳定性高和适用范围广等优点。

Description

一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于海水淡化技术领域，具体涉及一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着工业化的快速发展和人口数量的增加，淡水资源短缺已成为人类面临的严峻挑战之一。海水淡化被认为是解决水资源短缺的最佳途径，但是传统的膜分离技术需要压力驱动，能源消耗较高，而太阳能是一种用之不竭的绿色能源，通过光热材料利用太阳能进行高盐海水和苦咸水的蒸发从而得到淡水具有环保、节能、成本低廉等优势，具有广阔的应用前景。
作为太阳能海水淡化的光热转换材料的选取和结构设计对于提高蒸发效率至关重要。为了提高海水蒸发效率，应满足：(1)在太阳能全光谱范围内具有宽带吸收；(2)具有良好的局域热效应；(3)良好的隔热保温性能；(4)较高的柔韧性和稳定性。虽然，目前研究者们已经对太阳能海水淡化进行了一系列的研究，但是，仍存在光热转换效率低及膜材料性能稳定性差等问题。因此，对于新型光热材料的研究具有重要的应用意义。
CN202010867748.7公开了一种Mxenes/泡沫镍光热材料的制备方法及应用，通过将泡沫镍浸泡在MXene溶液并自然晾干得到了具有较高水蒸发速率的光热材料，但是该光热材料存在成本较高且性能稳定性较差的问题。
CN113023809A公开了一种用于太阳能界面蒸发海水淡化的膜材料的制备方法，该方法将PLA(聚乳酸)颗粒溶于氯仿/N,N-二甲基酰胺混合溶剂后与MXene片通过静电纺丝工艺制成复合膜材料，但通过该工艺获得的复合膜材料中MXene纳米片容易团聚且含量较低，限制了海水蒸发的效率，而且复合膜的化学稳定性较差，使用寿命较短。
因此，采用氧化物陶瓷纤维膜制备一种具有超强化学稳定性、柔韧性及低密度的光热复合材料具有重要的研究意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法和应用，本发明选用具有多孔结构的氧化物陶瓷纤维膜，再将MXene纳米片引入到陶瓷纤维膜表面来实现光热转换，实现待处理水体的快速蒸发，进而使得该复合材料具有较高的光热转换效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料，所述MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料包括层叠设置的光热转换层和隔热层。
所述光热转换层的材料包括MXene纳米片。
所述隔热层的材料包括氧化物陶瓷纤维。
本申请中所述氧化物陶瓷纤维隔热层具有较高的柔韧性，能够制作成不同形状以提高光热转换效率，本发明通过引入MXene纳米片到氧化物陶瓷纤维隔热层的表面，两者协同配合实现了待处理水体的快速蒸发，同时使得复合材料具有较高的耐用性和光热转换效率。
优选地，所述氧化物陶瓷纤维的材料选自ZrO2，或ZrO2与Al2O3、SiO2、TiO2中至少一种的组合物；
优选地，所述氧化物陶瓷纤维的材料为ZrO2和TiO2的组合。
优选地，所述ZrO2与TiO2的质量比为(1～3):1，例如可以为1.2:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1等。
本发明中所述氧化物陶瓷纤维的材料为ZrO2和TiO2的复合材料时，所述材料的隔热效果更优，进而可使复合材料的光热转换效率更高。
优选地，所述光热转换层的厚度为1.0～100μm(例如可以为2.0μm、5.0μm、10.0μm、50.0μm、90.0μm等)，隔热层的厚度为1.0～10.0mm(例如可以为2mm、4mm、5mm、6mm、8mm等)。
优选地，所述MXene纳米片的片径为50nm～5.0μm(例如可以为100nm、200nm、500nm、1.0μm、2.0μm、3.0μm或5.0μm等)。
优选的，所述氧化物陶瓷纤维的直径为50nm～1.0μm(例如可以为100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm等)。
上述各项数值范围内的其他具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
本发明中，通过控制光热转换层与隔热层的厚度以及MXene纳米片的片径和氧化物陶瓷纤维的直径，可以使MXene纳米片与氧化物陶瓷纤维更优的匹配，其中MXene光热转换层的厚度在1.0～100μm范围内，纳米片的片径在50nm～5.0μm之间，不仅能够在降低材料成本的前提下更好地将光能转换为热能，同时利用MXene的层间空隙过滤掉尺寸在2.5μm以上的有害粒子，还能防止光热转换层过于致密，MXene层间范德华力引起的片层堆叠抑制水分子的运输而影响水分的蒸发速率。氧化物陶瓷纤维隔热层能够将光热转化层所得能量限制在局部区域内，从而提高能量利用率，促进海水的蒸发淡化过程。而且，本申请所选择的氧化物陶瓷纤维材料，特别是ZrO2和TiO2的组合在可见光或紫外光的作用下具有很强的氧化还原能力，能够将甲醛、甲苯、二甲苯、氨、氡、TVOC(总挥发性有机化合物)等有害有机物、污染物、微生物等有害有机物彻底分解为无害的CO2和H2O，对海水同时起到净化作用。另外，纤维直径是影响其导热系数的重要因素，本发明所得复合材料中陶瓷纤维的直径在50nm～1.0μm之间，既能维持较高且稳定的气孔率，保证其具有高效的隔热能力，还能确保复合材料具有较高的柔韧性和机械性能。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将含有MXene纳米片的分散液涂覆到隔热层表面，干燥后得到所述MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料。
本申请提供的制备方法工艺简单且易操作，易于工业化量产，具有优异的实用性。
所述分散液的溶剂包括去离子水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或聚碳酸酯中的任意一种或至少两种的组合物。
优选地，所述MXene纳米片在所述分散液中的浓度为0.5～5.0mg/mL(例如可以为0.5mg/mL、1.0mg/mL、1.2mg/mL、1.5mg/mL、2.0mg/mL、3.0mg/mL、5.0mg/mL等)。
优选地，所述涂覆的方式包括喷涂、旋涂、刮涂或抽滤中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述干燥的温度为80～100℃(例如可以为82℃、85℃、87℃、90℃、93℃、95℃、98℃等)，干燥时间为1～3h(例如可以为1.2h、1.5h、1.8h、2h、2.2h、2.5h、2.8h等)。
上述各项数值范围内的其他具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
优选地，所述光热转换层中MXene纳米片的制备方法包括：
(1)将氟化锂溶于盐酸溶液中，加入Ti3AlC2粉末，搅拌反应后得到悬浮液；
(2)用去离子水将悬浮液进行清洗、震荡、离心后得到沉淀物；
(3)将沉淀物溶于去离子水中，离心，取其上清液干燥后即得到MXene纳米片。
优选地，步骤(1)中所述氟化锂与Ti3AlC2的质量比为1:(0.5～3)，例如可以为1:0.8、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:2.8等。
优选地，步骤(1)中所述盐酸溶液的浓度为12～16mol/L(例如可以为13mol/L、14mol/L、15mol/L等)。
优选地，步骤(1)中所述搅拌的温度为30～80℃(例如可以为35℃、40℃、50℃、60℃、70℃、75℃等)，搅拌的时间为12～24h(例如可以为13h、15h、17h、19h、20h、22h等)，搅拌的速率为300～600r/min(例如可以为350r/min、400r/min、450r/min、500r/min、550r/min等)。
优选地，步骤(2)所述清洗至悬浮液pH＞6即可，然后震荡、离心得到沉淀物。
优选地，步骤(3)所述离心的转速为3000～4000r/min(例如可以为3100r/min、3300r/min、3500r/min、3700r/min、3900r/min等)；离心的时间为1-3h(例如可以为1.2h、1.5h、1.8h、2.2h、2.5h。2.8h等)。
优选地，所述步骤(3)干燥的温度为90～120℃(例如可以为95℃、100℃、105℃、110℃、115℃等)，干燥的时间为3～5h(例如可以为3.3h、3.5h、3.8h、4h、4.3h、4.5h、4.8h等)。
上述各项数值范围内的其他具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
优选地，所述氧化物陶瓷纤维隔热层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化物陶瓷前驱体溶液与聚合物混合后，进行静电纺丝，得到氧化物陶瓷纤维膜生坯；
(2)在大气氛围中对步骤(1)所得的氧化物陶瓷纤维膜生坯进行高温煅烧，得到所述隔热层。
优选地，所述氧化物陶瓷前驱体与聚合物的质量比为1:(0.1～1.5)，例如可以为1:0.3、1:0.5、1:0.8、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3或1:1.4等。
优选地，所述混合的温度为70～90℃(例如可以为72℃、75℃、78℃、80℃、85℃、88℃等)，混合的时间为1～3h(例如可以为1.2h、1.5h、1.8h、2.2h、2.5h。2.8h等)。
优选地，所述混合在搅拌下进行，所述搅拌的速率为300～500r/min(例如可以为320ml、350ml、370ml、400ml、420ml、450ml、480ml等)。
优选地，所述静电纺丝的电压为10～30KV(例如可以为12KV、14KV、15KV、16KV、18KV、20KV、22KV、24KV、26KV、28KV或29KV等)，温度为20～45℃(例如可以为22℃、24℃、25℃、28℃、30℃、32℃、35℃、38℃、40℃、42℃或44℃等)，湿度为10～90％(例如可以为15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、60％、70％、80％或85％等)，接收距离为10～20cm(例如可以为11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm等)，供液速率为0.01～2mL/h(例如可以为0.05mL/h、0.1mL/h、0.5mL/h、1mL/h、1.2mL/h、1.5mL/h、1.8mL/h等)，接收速率为150～500r/min(例如可以为200r/min、250r/min、300r/min、350r/min、400r/min、450r/min等)。
优选地，所述煅烧温度为700～1300℃(例如可以为750℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1250℃等)，煅烧时间为1～10h(例如可以为2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h等)。
优选地，所述氧化物陶瓷前驱体溶液中的氧化物陶瓷前驱体的质量百分含量为5～80％(例如可以为8％、10％、15％、20％、30％、40％、50％、60％、70％或75％等)。
优选地，所述氧化物陶瓷前驱体溶液包括ZrO2前驱体，或ZrO2前驱体与Al2O3前驱体、SiO2前驱体、TiO2前驱体中的至少一种的组合。
优选地，所述氧化物陶瓷前驱体溶液为ZrO2前驱体和TiO2前驱体的组合物的溶液。
优选地，所述聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯腈或聚已内酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述聚合物的重均分子量为70000～1300000(例如可以为80000、100000、200000、300000、500000、800000、1000000、1100000、1200000等)。
上述各项数值范围内的其他具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
作为本发明的优选技术方案，所述MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料的制备方法具体包括如下步骤：
(1)MXene的制备方法：将质量比为1:(0.5～3)的Ti3AlC2陶瓷粉末与LiF溶解到HCl溶液中，在30～80℃下以300～600r/min的转速搅拌12-24h，得到悬浮液；用去离子水将得到的悬浮液进行清洗、震荡和离心直至悬浮液的pH＞6时得到沉淀物，将沉积物溶于去离子水中离心，然后取上清液在80-100℃下干燥3-5h，得到所述MXene纳米片；
(2)氧化物陶瓷纤维隔热层的制备：将质量比为1:(0.1～1.5)的氧化物陶瓷前驱体溶液与聚合物混合均匀后，在施加电压为10～30KV，温度为20～45℃，湿度为10～90％，接收距离为10～20cm，供液速率为0.01～2mL/h，接收速率为150～500r/min的条件下静电纺丝制备氧化物陶瓷纤维膜生坯，然后在温度为700～1300℃下煅烧1～10h得到氧化物陶瓷纤维隔热层；
(3)MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料的制备：将步骤(1)得到的MXene纳米片均匀分散在溶剂中，得到浓度为0.5～5.0mg/mL的MXene纳米片分散液，然后将分散液均匀涂覆在步骤(2)得到的氧化物陶瓷纤维隔热层表面，在温度为80-100℃下干燥1-3h后即得到MXene/陶瓷纤维膜材料。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料在海水淡化中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过选用具有低密度和高柔韧性的陶瓷纤维制备出具有多孔结构的隔热支撑层，再将MXene纳米片引入到纤维膜表面来实现高效的光热转换，通过对陶瓷纤维膜内部孔径的调控，使得纤维膜的隔热保温功能达到最佳，整体具有良好的综合使用性能，用于水蒸发时蒸发速率可达3.73kg/(m2·h)。
附图说明
图1为本发明实施例中MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料的宏观形貌(a)及不同厚度MXene涂层复合材料的扫描电镜图，其中MXene层厚度分别为：(b)0μm，(c)10μm，(d)20μm，(e)50μm，(f)100μm；
图2为本发明实施例中水面温度及水蒸发速率示意图；
图3为本发明实施例中不同直径陶瓷纤维的微观形貌图，(a)200nm，(b)150nm，(c)230nm。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
下述实施例、对比例中所涉及的部分原料的规格信息如下：
原料 规格
醋酸锆 购于阿拉丁，Zr：15.0-16.0％
钛酸四丁酯 购于阿拉丁，≥99.0％
硅酸四乙酯 购于阿拉丁，≥99.0％
其余原料通过正规渠道商购获得的产品均可使用。
实施例1
本实施例提供一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法，所述MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料包括层叠设置的光热转换层和隔热层；其中所述光热转换层的材料为MXene纳米片，所述隔热层的材料为氧化物陶瓷纤维。
所述MXene/陶瓷纤维膜材料的制备方法包括如下步骤：
(1)MXene纳米片的制备方法：将10g Ti3AlC2陶瓷粉末与20g LiF溶解到60mL浓度为15mol/L的HCl溶液中，在60℃以300r/min的速度磁力搅拌24h得到悬浮液；用去离子水将得到的悬浮液进行反复清洗、震荡和离心直至悬浮液的pH为6.5时得到沉淀物，离心时转速为3500r/min；将沉积物溶于去离子水中并以3500r/min离心2h，取上清液在100℃下干燥4h，即为MXene纳米片；
(2)氧化物陶瓷纤维的制备：称取1.2g聚乙烯吡咯烷酮粉末溶于30mL醋酸锆和钛酸四丁酯的混合溶液中(所述混合溶液中溶质醋酸锆为20mL，钛酸四丁酯为10mL)，然后在80℃磁力搅拌2h后得到稳定的纺丝液。在施加电压为10kV，温度为30℃，湿度为50％，接收距离为10cm，推液速率为0.5mL/h，接收速率为300r/min的条件下制备纤维膜生坯，并在电阻炉中以5℃/min的升温速度加热至800℃保温2h得到纳米氧化物陶瓷纤维膜，所得纤维平均直径约为200nm，纤维之间的孔径在微纳米级别，能够阻碍空气的对流，提高其隔热保温作用。
(3)MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料的制备：将步骤(1)MXene纳米片均匀分散在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，得到浓度为0.5mg/mL的MXene纳米片分散液，然后将分散液放置于喷涂设备中，均匀喷涂在步骤(2)得到的纳米氧化物纤维膜的表面，喷涂厚度约为100μm，陶瓷纤维膜厚度为10.0mm，干燥后即得到MXene/陶瓷纤维膜材料。
实施例2
本实施例提供一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法，所述MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料包括层叠设置的光热转换层和隔热层；其中所述光热转换层的材料为MXene纳米片，所述隔热层的材料为氧化物陶瓷纤维。
所述MXene/陶瓷纤维膜材料的制备方法包括如下步骤：
(1)MXene纳米片的制备方法：将5g Ti3AlC2陶瓷粉末与10g LiF溶解到80mL浓度为12mol/L的HCl溶液中，在30℃以600r/min的速度磁力搅拌15h得到悬浮液；用去离子水将得到的悬浮液进行反复清洗、震荡和离心直至悬浮液的pH为6.8时得到沉淀物，所述清洗次数为8次，离心时转速为4000r/min；将沉积物溶于去离子水中并以3000r/min离心3h，取上清液在120℃下干燥3h，即为MXene纳米片；
(2)氧化物陶瓷纤维的制备：称取1.2g聚乙烯吡咯烷酮溶于30mL醋酸锆和钛酸四丁酯的混合溶液中(所述混合溶液中溶质醋酸锆为15mL，钛酸四丁酯为15mL)，然后在80℃磁力搅拌2h后得到稳定的纺丝液。在施加电压为15kV，温度为30℃，湿度为80％，接收距离为15cm，推液速率为0.05mL/h，接收速率为500r/min的条件下制备纤维膜生坯，并在电阻炉中以5℃/min的升温速度加热至1300℃保温2h得到纳米氧化物陶瓷纤维膜，所得纤维平均直径约为150nm，较小的直径有利于对波长较大的辐射波产生较强的散射和衍射作用，在一定程度上阻碍热辐射，使其在高温下仍具有较低的导热系数。
(3)MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料的制备：将步骤(1)得到的MXene纳米片均匀分散在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，得到浓度为1.0mg/mL的MXene纳米片分散液，然后将分散液放置于喷涂设备中，均匀喷涂在步骤(2)得到的纳米氧化物纤维膜的表面，喷涂厚度约为50μm，陶瓷纤维膜厚度为5.0mm，干燥后即得到MXene/陶瓷纤维膜材料。
实施例3
本实施例提供一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法，所述MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料包括层叠设置的光热转换层和隔热层；其中所述光热转换层的材料为MXene纳米片，所述隔热层的材料为氧化物陶瓷纤维。
所述MXene/陶瓷纤维膜材料的制备方法包括如下步骤：
(1)MXene的制备方法：将3g Ti3AlC2陶瓷粉末与10g LiF溶解到50mL浓度为16mol/L的HCl溶液中，在80℃以600r/min的速度磁力搅拌12h得到悬浮液；用去离子水将得到的悬浮液进行反复清洗、震荡和离心直至悬浮液的pH为6.5时得到沉淀物，所述清洗次数为6次，离心时转速为3000r/min；将沉积物溶于去离子水中并以4000r/min离心1h，取上清液在90℃下干燥5h，即为MXene纳米片；
(2)氧化物陶瓷纤维的制备：
称取1.2g聚乙烯吡咯烷酮粉末溶于30mL醋酸锆和钛酸四丁酯的混合溶液中(所述混合溶液中溶质醋酸锆为20mL，钛酸四丁酯为10mL)，在70℃磁力搅拌3h后得到稳定的纺丝液。在施加电压为10kV，温度为20℃，湿度为90％，接收距离为20cm，推液速率为2mL/h，接收速率为150r/min的条件下制备纤维膜生坯，并在电阻炉中加热至700℃保温10h得到纳米氧化物陶瓷纤维膜，所得纤维平均直径约为230nm，纤维与纤维之间具有较多的空隙数量，使得纤维膜整体具有较好的隔热保温功能。
(3)MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料的制备：将步骤(1)得到的MXene纳米片均匀分散在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，得到浓度为5.0mg/mL的MXene纳米片分散液，然后将分散液放置于喷涂设备中，均匀喷涂在步骤(2)得到的纳米氧化物纤维膜的表面，喷涂厚度约为10μm，陶瓷纤维膜厚度为2.0mm，干燥后即得到MXene/陶瓷纤维膜材料。
实施例4
本实施例提供一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法，所述MXene/陶瓷纤维膜材料包括氧化物陶瓷纤维构成的多孔结构以及所述氧化物陶瓷纤维的表面的MXene纳米片，其与实施例1的区别仅在于步骤(2)中氧化物前驱体溶液为20ml醋酸锆溶液，并保持溶质的质量和总浓度不变，其余方法步骤与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法，所述MXene/陶瓷纤维膜材料包括氧化物陶瓷纤维构成的多孔结构以及所述氧化物陶瓷纤维的表面的MXene纳米片，其与实施例1的区别仅在于步骤(2)中氧化物前驱体溶液为钛酸四丁酯溶液，并保持溶质的总浓度和质量不变，其余方法步骤与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法，所述MXene/陶瓷纤维膜材料包括氧化物陶瓷纤维构成的多孔结构以及所述氧化物陶瓷纤维的表面的MXene纳米片，其与实施例1的区别仅在于步骤(2)中氧化物前驱体溶液为30ml体积比为2:1的醋酸锆和硅酸四乙酯溶液，其余方法步骤与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法，所述MXene/陶瓷纤维膜材料包括氧化物陶瓷纤维构成的多孔结构以及所述氧化物陶瓷纤维的表面的MXene纳米片，其与实施例1的区别仅在于步骤(2)中氧化物前驱体溶液为30ml体积比为4:1的醋酸锆和钛酸四丁酯溶液，其余方法步骤与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法，所述MXene/陶瓷纤维膜材料包括氧化物陶瓷纤维构成的多孔结构以及所述氧化物陶瓷纤维的表面的MXene纳米片，其与实施例1的区别仅在于步骤(2)中氧化物前驱体溶液为30ml体积比为0.5:1醋酸锆和钛酸四丁酯溶液，其余方法步骤与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法，所述MXene/陶瓷纤维膜材料包括氧化物陶瓷纤维构成的多孔结构以及所述氧化物陶瓷纤维的表面的MXene纳米片，其与实施例1的区别仅在于步骤(3)中MXene纳米片的喷涂厚度约为10.0μm，其余方法步骤与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法，所述MXene/陶瓷纤维膜材料包括氧化物陶瓷纤维构成的多孔结构以及所述氧化物陶瓷纤维的表面的MXene纳米片，其与实施例1的区别仅在于步骤(3)中MXene纳米片的喷涂厚度约为50.0μm，其余方法步骤与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种光热复合材料，所述材料与实施例1的区别仅在于所述隔热层为CN202010867748.7中提供的泡沫镍材料，其余方法步骤与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法，所述材料只含有氧化物陶瓷纤维膜，所述氧化物陶瓷纤维膜的制备方法参考实施例1。
测试例
水蒸发试验：采用氙灯作为光源模拟太阳光，在温度约20℃、湿度约20％的环境中，调节氙灯与待测样品之间的距离，采用辐照仪测定光照到样品的光照强度为1kW/m2，将实施例1-4和对比例1所得到的MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料分别放置在盛有水的容器液面上，用精度为万分之一的电子天平记录带水容器的初始重量和1小时之后的重量。光源开启后，每隔10min记录一次材料表面温度，直至表面温度基本恒定，测试结果见表1及图2。
表1
光热层恒定温度/℃ 水蒸发速率/(kg/(m<sup>2</sup>·h))
实施例1 58.2 3.73
实施例2 56.4 3.58
实施例3 55.2 3.32
实施例4 54.3 2.98
实施例5 49.9 2.64
实施例6 49.3 2.58
实施例7 49.7 2.61
实施例8 49.5 2.59
实施例9 47.2 2.31
实施例10 48.3 2.39
对比例1 46.8 2.26
对比例2 32.1 1.44
通过实施例1-3的检测结果可知，本申请提供的复合材料用于水蒸发时蒸发速率可达3.32-3.73(kg/(m2·h))，说明材料的具有高水蒸发速率；通过实施例1和实施例4-6可知，氧化物纤维陶瓷膜的材料选择对水蒸发速率有所影响，使用本申请特定选择的氧化物纤维陶瓷材料，复合材料的水蒸发速率更快；通过实施例1和实施例7-8可知，氧化锆与氧化钛的质量比在本申请限定的范围内时，复合材料的水蒸发速率才能更优；通过实施例1和实施例9-10可知，MXene纳米片的厚度对复合材料的水蒸发效率也有所影响；通过实施例1和对比例1可知，本申请提供的材料和现有技术具有同样高的水蒸发速率，但本申请具有显著的成本优势；通过实施例1与对比例2的对比可知，当氧化物陶瓷纤维膜上不附着有MXene层时，材料的水蒸发速率明显较差。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料，其特征在于，所述MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料包括层叠设置的光热转换层和隔热层；
所述光热转换层的材料包括MXene纳米片；
所述隔热层的材料包括氧化物陶瓷纤维。
2.如权利要求1所述的MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料，其特征在于，所述光热转换层的厚度为1.0～100μm；
所述隔热层的厚度为1.0～10.0mm。
3.如权利要求1或2所述的MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料，其特征在于，所述氧化物陶瓷纤维的材料选自ZrO2，或ZrO2与Al2O3、SiO2、TiO2中至少一种的组合物；
优选地，所述氧化物陶瓷纤维的材料为ZrO2和TiO2的组合；
优选地，所述ZrO2与TiO2的质量比为(1～3):1；
优选地，所述MXene纳米片的片径为50nm～5.0μm；
优选地，所述氧化物陶瓷纤维的直径为50nm～1.0μm。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将含有MXene纳米片的分散液涂覆到隔热层表面，干燥后得到所述MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料。
5.如权利要求4所述的MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料的制备方法，其特征在于，所述分散液的溶剂包括去离子水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或聚碳酸酯中的任意一种或至少两种的组合物；
优选地，所述MXene纳米片在所述分散液中的浓度为0.5～5.0mg/mL；
优选地，所述涂覆的方式包括喷涂、旋涂、刮涂或抽滤中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述干燥的温度为80～100℃，干燥时间为1～3h。
6.如权利要求4或5所述的MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料的制备方法，其特征在于，所述MXene纳米片的制备方法包括：
(1)将氟化锂溶于盐酸溶液中，加入Ti3AlC2粉末，搅拌反应后得到悬浮液；
(2)用去离子水将悬浮液进行清洗、震荡、离心后得到沉淀物；
(3)将沉淀物溶于去离子水中，离心，取其上清液干燥后即得到MXene纳米片；
优选地，步骤(1)所述氟化锂与Ti3AlC2的质量比为1:(0.5～3)；
优选地，步骤(1)所述盐酸溶液的浓度为12～16mol/L；
优选地，步骤(1)中所述搅拌的温度为30～80℃，搅拌的时间为12～24h，搅拌的速率为300～600r/min；
优选地，步骤(2)所述清洗至悬浮液pH＞6，然后震荡、离心得到沉淀物；
优选地，步骤(3)所述离心的转速为3000～4000r/min，离心的时间为1～3h；
优选地，步骤(3)所述干燥的温度为90～120℃，干燥的时间为3～5h。
7.如权利要求4-6中任一项所述的MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料的制备方法，其特征在于，所述隔热层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化物陶瓷前驱体溶液与聚合物混合后，进行静电纺丝，得到氧化物陶瓷纤维膜生坯；
(2)在大气氛围中对步骤(1)所得的氧化物陶瓷纤维膜生坯进行高温煅烧，得到所述隔热层；
优选地，所述氧化物陶瓷前驱体与聚合物的质量比为1:(0.1～1.5)；
优选地，所述混合的温度为70～90℃，混合的时间为1～3h；
优选地，所述混合在搅拌下进行，所述搅拌的速率为300～500r/min；
优选地，所述静电纺丝的电压为10～30kV，温度为20～45℃，湿度为10～90％，接收距离为10～20cm，供液速率为0.01～2mL/h，接收速率为150～500r/min；
优选地，所述煅烧温度为700～1300℃，煅烧的时间为1～10h。
8.如权利要求7所述的MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化物陶瓷前驱体溶液中的氧化物陶瓷前驱体的质量百分含量为5～80％；
优选地，所述氧化物陶瓷前驱体溶液中包括ZrO2前驱体，或ZrO2前驱体与Al2O3前驱体、SiO2前驱体或TiO2前驱体中的至少一种的组合；
优选地，所述氧化物陶瓷前驱体溶液为ZrO2前驱体和TiO2前驱体的组合物的溶液。
9.如权利要求7-8中任一项所述的MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯腈或聚已内酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述聚合物的重均分子量为70000～1300000。
10.一种如权利要求1-3中任意一项所述的MXene/陶瓷纤维光热转换复合材料在海水淡化中的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115286060A (zh) * 2022-07-15 2022-11-04 东莞理工学院 一种MXene@竹纤维组装体及其制备方法和应用
CN115821575A (zh) * 2022-11-21 2023-03-21 电子科技大学长三角研究院(湖州) 一种基于MXene的热电纤维的制备方法

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5169576A (en) * 1989-10-23 1992-12-08 Wisconsin Alumni Research Foundation Method of making metal oxide ceramic membranes with small pore sizes
WO2006115486A1 (en) * 2005-04-22 2006-11-02 Seldon Technologies, Llc Article comprising carbon nanotubes and method of using the same for purifying fluids
CN201010601Y (zh) * 2007-03-21 2008-01-23 费彦文 可淡化海水和净化污水的双效水处理机
US20090175757A1 (en) * 2007-05-14 2009-07-09 Northwestern University Titanium dioxide, single-walled carbon nanotube composites
CN102557628A (zh) * 2011-12-29 2012-07-11 山东大学 一种柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维及其制备方法
CN103451851A (zh) * 2013-08-21 2013-12-18 东华大学 一种柔韧高强氧化锆纳米纤维膜的制备方法
CN107224883A (zh) * 2017-06-14 2017-10-03 江苏久朗高科技股份有限公司 一种静电纺丝法制备陶瓷分离膜的工艺
CN107537323A (zh) * 2017-10-24 2018-01-05 中国地质大学（北京） 一种用于光热脱盐的MXene纳米线复合电纺纤维膜
CN109603533A (zh) * 2019-01-08 2019-04-12 中盐金坛盐化有限责任公司 一种Ag和二维MXene修饰的高温烟气除尘脱硝脱汞催化膜及其制备方法
CN110054187A (zh) * 2019-06-10 2019-07-26 辽宁工程技术大学 一种基于纳米复合镀应用的MXene的制备方法、制备的MXene及应用
CN111233445A (zh) * 2020-02-19 2020-06-05 山东大学 一种高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜及其制备方法与应用
CN111408274A (zh) * 2020-03-30 2020-07-14 苏州热工研究院有限公司 无机陶瓷膜组件
CN112919713A (zh) * 2021-01-21 2021-06-08 东华大学 一种悬挂式太阳能海水淡化及降解污染物一体化装置
CN113023809A (zh) * 2021-05-07 2021-06-25 南京林业大学 一种用于太阳能界面蒸发海水淡化的膜材料的制备方法
CN113019867A (zh) * 2019-12-24 2021-06-25 华中科技大学 一种基于喷涂法制备光热膜的方法
CN113149616A (zh) * 2021-02-03 2021-07-23 清华大学深圳国际研究生院 一种中空陶瓷微纳米纤维及其制备方法和隔热保温材料
CN113735212A (zh) * 2021-09-22 2021-12-03 南通大学 一种自浮式太阳能海水蒸发淡化结构、制备方法及应用
CN113773093A (zh) * 2021-08-06 2021-12-10 华南理工大学 一种陶瓷纤维膜及其制备方法和应用

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5169576A (en) * 1989-10-23 1992-12-08 Wisconsin Alumni Research Foundation Method of making metal oxide ceramic membranes with small pore sizes
WO2006115486A1 (en) * 2005-04-22 2006-11-02 Seldon Technologies, Llc Article comprising carbon nanotubes and method of using the same for purifying fluids
CN201010601Y (zh) * 2007-03-21 2008-01-23 费彦文 可淡化海水和净化污水的双效水处理机
US20090175757A1 (en) * 2007-05-14 2009-07-09 Northwestern University Titanium dioxide, single-walled carbon nanotube composites
CN102557628A (zh) * 2011-12-29 2012-07-11 山东大学 一种柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维及其制备方法
CN103451851A (zh) * 2013-08-21 2013-12-18 东华大学 一种柔韧高强氧化锆纳米纤维膜的制备方法
CN107224883A (zh) * 2017-06-14 2017-10-03 江苏久朗高科技股份有限公司 一种静电纺丝法制备陶瓷分离膜的工艺
CN107537323A (zh) * 2017-10-24 2018-01-05 中国地质大学（北京） 一种用于光热脱盐的MXene纳米线复合电纺纤维膜
CN109603533A (zh) * 2019-01-08 2019-04-12 中盐金坛盐化有限责任公司 一种Ag和二维MXene修饰的高温烟气除尘脱硝脱汞催化膜及其制备方法
CN110054187A (zh) * 2019-06-10 2019-07-26 辽宁工程技术大学 一种基于纳米复合镀应用的MXene的制备方法、制备的MXene及应用
CN113019867A (zh) * 2019-12-24 2021-06-25 华中科技大学 一种基于喷涂法制备光热膜的方法
CN111233445A (zh) * 2020-02-19 2020-06-05 山东大学 一种高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜及其制备方法与应用
CN111408274A (zh) * 2020-03-30 2020-07-14 苏州热工研究院有限公司 无机陶瓷膜组件
CN112919713A (zh) * 2021-01-21 2021-06-08 东华大学 一种悬挂式太阳能海水淡化及降解污染物一体化装置
CN113149616A (zh) * 2021-02-03 2021-07-23 清华大学深圳国际研究生院 一种中空陶瓷微纳米纤维及其制备方法和隔热保温材料
CN113023809A (zh) * 2021-05-07 2021-06-25 南京林业大学 一种用于太阳能界面蒸发海水淡化的膜材料的制备方法
CN113773093A (zh) * 2021-08-06 2021-12-10 华南理工大学 一种陶瓷纤维膜及其制备方法和应用
CN113735212A (zh) * 2021-09-22 2021-12-03 南通大学 一种自浮式太阳能海水蒸发淡化结构、制备方法及应用

Non-Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAI HAOYAN 等: "Multifunctional integrated sandwich-structured evaporator based on nanofibrous membrane for efficient photothermal seawater desalination", 《COMPOSITES COMMUNICATIONS》 *
BAI HAOYAN 等: "Multifunctional integrated sandwich-structured evaporator based on nanofibrous membrane for efficient photothermal seawater desalination", 《COMPOSITES COMMUNICATIONS》, vol. 31, 23 February 2022 (2022-02-23), pages 1 - 6 *
JONGHYUN CHOI 等: "High surface area mesoporous titanium-zirconium oxide nanofibrous web: a heavy metal ion adsorbent", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A》 *
JONGHYUN CHOI 等: "High surface area mesoporous titanium-zirconium oxide nanofibrous web: a heavy metal ion adsorbent", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A》, vol. 1, no. 19, 21 May 2013 (2013-05-21), pages 5847 - 5853, XP055975356, DOI: 10.1039/c3ta00030c *
任春雷: "膜蒸馏海水淡化和油水分离用疏水多孔陶瓷膜研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
任春雷: "膜蒸馏海水淡化和油水分离用疏水多孔陶瓷膜研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 3, 15 March 2015 (2015-03-15), pages 020 - 58 *
杨清会等: "静电纺丝制备的ZrO2纳米纤维及其应用的研究进展", 《材料导报》 *
杨清会等: "静电纺丝制备的ZrO2纳米纤维及其应用的研究进展", 《材料导报》, vol. 29, no. 03, 10 February 2015 (2015-02-10), pages 8 - 13 *
王兵 等: "高盐有机废水处理研究现状及应用", 《水处理技术》 *
王兵 等: "高盐有机废水处理研究现状及应用", 《水处理技术》, vol. 46, no. 3, 31 March 2020 (2020-03-31), pages 5 - 10 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115286060A (zh) * 2022-07-15 2022-11-04 东莞理工学院 一种MXene@竹纤维组装体及其制备方法和应用
CN115821575A (zh) * 2022-11-21 2023-03-21 电子科技大学长三角研究院(湖州) 一种基于MXene的热电纤维的制备方法

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