CN115634680B - 一种GO诱导的MXene水凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GO诱导的MXene水凝胶及其制备方法和应用，其中，所述制备方法包括以下步骤：用含F刻蚀剂刻蚀MAX前驱体，获得MXene；将所述MXene制成悬浊液；将单层或多层结构的氧化石墨烯水分散液、L‑抗坏血酸和MXene的悬浊液混合反应，冷冻干燥，即得。本发明的制备方法制得的MXene水凝胶具有较高的载流子迁移效率和可见光利用率，可用于光催化领域，尤其在光催化降解染料和抗生素领域具有良好的实用价值和推广应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及功能纳米材料领域。更具体地，涉及一种GO诱导的MXene水凝胶及其制备方法和应用。
背景技术
PPCPs类污染物在水体中的大量存在，对水生和陆生生态系统里的生物造成严重危害。另外，许多工业，如纺织、塑料、造纸行业都会产生含有大量有机染料的废水，这些有机染料化合物在未经任何处理的情况下排放到水体中，可能导致水生生物致癌和致突变，从而对处于食物链末端的人类生命构成威胁。光催化技术是实现太阳能实用化的重要手段之一，它提供了一种防治水体污染的有效思路，但是，目前大部分光催化材料的可见光利用率较低且光生载流子的复合率高。
MXene基光催化剂能有效抑制光载流子的复合，可改善传统光催化剂效率低下的问题。但是作为一种典型的二维材料，MXene纳米层的不可逆叠加会影响其整体性能。为了减轻MXene纳米薄片之间的堆积，研究者们做了许多尝试。例如，Lukatskaya等人通过在MXene层板层之间插入金属阳离子来扩展层间间距，以防止其致密堆积【参见：Lukatskaya,M.R.,et al.,Cation Intercalation and High Volumetric Capacitance of Two-Dimensional Titanium Carbide.2013.341(6153):p.1502-1505】。有研究表明，构建3D宏观结构是克服2D材料重新堆叠或聚合倾向的理想方法，当MXene被构建为3D结构或MXenes基水凝胶时，除了使MXene更稳定外，还可以增加其活跃性。但是MXene材料缺乏易于调节的表面化学性，很难组装成纯水凝胶，因此，需要引入其他结构调节剂，例如，Zhang等通过引入有机分子乙二胺对Ti3C2Tx进行表面改性，将Ti3C2Tx纳米片交联形成3D多孔结构，有效抑制了2D纳米片之间的堆叠【参见：Li,L.,et al.,New Ti3C2 aerogel as promisingnegative electrode materials for asymmetric supercapacitors.Journal of PowerSources,2017.364:p.234-241】。然而，一般结构调节剂仅起到支撑或者表面改性的作用，对MXene基水凝胶光催化活性增益不大。
因此，找到一种合成MXene水凝胶材料的新策略，并通过合理设计降低MXene基水凝胶的光生载流子复合率、提高其可见光利用率，已成为诸多一线研究人员和科研型企业亟待解决的问题。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种GO诱导的MXene水凝胶的制备方法。
本发明的第二个目的在于提供一种由上述方法制得的GO诱导的MXene水凝胶。
本发明的第三个目的在于提供一种上述GO诱导的MXene水凝胶在光催化中的应用。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
第一方面，本发明提供一种GO诱导的MXene水凝胶制备方法，包括以下步骤：
用含氟刻蚀剂刻蚀MAX前驱体，获得MXene；
将所述MXene制成悬浊液；
将单层或多层结构的氧化石墨烯(GO)的水分散液、L-抗坏血酸和MXene的悬浊液混合反应，冷冻干燥，即得。
在本发明的合成方法中，以GO作为凝胶剂，以L-抗坏血酸为还原剂合成MXene水凝胶。其中，L-抗坏血酸的加入不仅辅助GO诱导合成MXene水凝胶，而且可以改善MXene水凝胶的表面化学性，赋予MXene水凝胶更加优异的光催化活性。
此外，MAX前驱体材料经含氟(F)刻蚀剂刻蚀A层原子后，获得稳定的MXene，将其作为插层剂和分散剂进入GO片，可以克服GO片之间的团聚效应，减少表面含氧官能团的数量并增加其可用比表面积。
示例性地，所述刻蚀的步骤包括为：MAX前驱体加入到含氟刻蚀剂的溶液中，磁力搅拌后，洗涤、离心，至上清液pH达到规定值。然后冷冻干燥得到MXene。
优选地，所述磁力搅拌的温度为20℃～40℃；所述磁力搅拌速度为100r/min～200r/min；所述的磁力搅拌时间为12h～24h；所述清洗分别依次加入10mL去离子水和乙醇离心清洗，所述离心转速为1000r/min～3000r/min，时间为10min～15min；所述冷冻干燥的温度为-20℃～-70℃，时间为1h～8h。
优选地，所述氧化石墨烯、L-抗坏血酸和MXene的质量比为2～4:25～350:1～10；优选为2～4:25～300:4～10；更优选为2～4:50～200:6～10。
优选地，所述氧化石墨烯的水分散液的浓度为1mg/mL～2mg/mL。
优选地，所述MXene的悬浊液的浓度为1mg/mL～2.5mg/mL。
优选地，所述单层或多层结构的氧化石墨烯的水分散液的制备包括以下步骤：
将氧化石墨烯分散于去离子水中，一次超声形成均一的分散液；低速离心后保留上层溶液；
将上层溶液采用超声波细胞破碎仪进行二次超声破碎使氧化石墨烯完全剥离，然后高速离心，除去上层溶液，取下层剥离的氧化石墨烯；
将剥离的氧化石墨烯分散于去离子水中，进行三次超声，获得单层或多层结构的氧化石墨烯的水分散液。
优选地，所述低速离心的转速2000r/min～4000r/min；所述高速离心的转速为6000r/min～20000r/min。
优选地，所述分散液的浓度为1mg/mL～2mg/mL。
优选地，所述MAX前驱体中，M为过渡金属，X为C和/或N；
优选地，所述M包括Ti、V、Nb、Ta、Cr、Zn、Hf、Zr、Cr、Mo、Sc、Y和Lu中的一种或多种。
优选地，所述MAX前驱体与含氟刻蚀剂的比为(0.5-2)g:(0.005-0.452)mol。
示例性地，所述含氟刻蚀剂为氢氟酸和/或含氟元素的盐。
示例性地，所述氢氟酸选用浓度为1mol/L～22.6mol/L的溶液。
优选地，所述混合反应的温度为60℃～90℃，时间为1h～30h。
优选地，所述冷冻干燥是在-20℃～-70℃下干燥1h～8h。
第二方面，本发明提供一种由上述的制备方法制得的GO诱导的MXene水凝胶。
第三方面，本发明提供一种上述GO诱导的MXene水凝胶在光催化降解染料或抗生素中的应用。
其中，当MXene水凝胶具体为Ti3C2TX水凝胶时，降解染料或抗生素的活性更高。
优选地，所述应用包括以下步骤：将MXene水凝胶与含有染料或抗生素的溶液混合均匀后，进行光照。
可以理解，混合均匀需要使混合液达到吸附平衡，再开始进行光照。
示例性地，所述混合的步骤包括：超声处理0.5h～1h，搅拌0.5h～1h。
示例性地，所述光照的时间为120min～400min。
优选地，所述光照采用波长λ＜1000nm的光源；更优选为，波长λ≥420nm的可见光。
优选地，所述染料包括亚甲基蓝、罗丹明B、玫瑰红中的至少一种；所述抗生素包括双氯芬酸钠、苯酚、双酚A中的至少一种。
另外，如无特殊说明，本发明中所用原料均可通过市售商购获得，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供的合成方法以L-抗坏血酸为还原剂，以氧化石墨烯为凝胶剂与MXene成功制备出具有光催化能力的三维网状结构的MXene水凝胶。其中，L-抗坏血酸的引入可以降低水凝胶自身的表面能，增加水凝胶表面的吸附位点，从而增强其光催化活性。
(2)本发明提供的GO诱导的MXene水凝胶作为光催化剂具有较高的载流子迁移效率和可见光利用率，在光催化降解染料和抗生素领域具有良好的实用价值和推广应用前景。
(3)本发明提供的GO诱导的MXene水凝胶的制备工艺简单，生产成本低，适合于工业化大批量生产。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出不同材料的微观结构图，其中，(a)示出实施例1制得的Ti3C2TX粉末的微观结构图；(b)示出对比例1制得的GO/Ti3C2TX水凝胶的微观结构图；(c)示出实施例1制得的Ti3C2TX水凝胶的微观结构图；
图2示出不同量的L-抗坏血酸辅助GO诱导的Ti3C2TX水凝胶光催化降解亚甲基蓝的降解图；
图3示出不同量的GO诱导的Ti3C2TX水凝胶光催化降解亚甲基蓝的降解图；
图4示出不同量的L-抗坏血酸辅助合成的GO诱导的Ti3C2TX水凝胶光催化降解双氯芬酸钠的降解图；
图5示出不同量的L-抗坏血酸辅助合成的GO诱导的Ti3C2TX水凝胶、GO/Ti3C2TX复合物、Ti3C2TX粉末的红外射线FT-IR图谱；
图6示出不同量的L-抗坏血酸辅助合成的GO诱导的Ti3C2TX水凝胶对染料的吸附和光催化效果变化图；
图7示出不同量的L-抗坏血酸及不同量的GO诱导的Ti3C2TX水凝胶的凝胶效果图；
图8示出不同量的L-抗坏血酸单体对DCF降解效果图。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯。
本发明所有原料，其来源和简称均属于本领域常规来源和简称，在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据简称以及相应的用途，能够从市售中购买得到或常规方法制备得到。
以下实施例、对比例以及各个探究实验中，
采用日本Hitachi公司的HT7700透射电子显微镜进行TEM测试，加速电压为100kV；
采用德国Bruker VERTEX 700型的红外光谱仪进行官能团结构的分析，扫描的波数范围是4000～600cm-1；
在1000w氙灯模拟太阳光(λ≥420nm)照射下，在多位置光化学反应器中进行光催化实验。使用日本LC-20AT的高效液相色谱系统，在275nm处使用可调谐紫外吸收检测器和Roc-C18柱(150mm×4.6mm,5μm)测定双氯芬酸钠的浓度；
测定双氯芬酸钠溶液流动相：乙腈/0.1％甲酸水溶液＝60/40(V/V)；流速1.0mL/min；柱温25℃；进样量10μL；紫外检测器，检测波长275nm。
测定亚甲基蓝含量前，将紫外线可见光分光光度计进行30min预热处理，设置波长为664nm。
实施例1
本例提供一种GO诱导的Ti3C2TX水凝胶，其制备方法，包括以下步骤：
步骤一：使用氢氟酸对MAX(Ti3AlC2)前驱体进行刻蚀
1)准备环节，检查管道通畅后打开通风橱；
2)使用分析天平准确称取1g Ti3AlC2粉末于烧杯中，再使用移液枪取氢氟酸10mL，浓度为22.6mol/L，加入上述烧杯，之后置于磁力搅拌器上，设置温度20℃，转速200r/min，搅拌时间12h；
3)将样品转移至离心管，依次加入去离子水和乙醇，离心清洗，离心机转速设置为3000r/min，离心时间10min。保持同一批离心操作的样品质量一致，待离心结束后取出离心管，缓慢将上清液倒去。重复离心操作6次，直至上清液pH值为6；
4)使用药匙将离心清洗完成后的样品，转移入玻璃蒸发皿中，真空冷冻干燥机，设置为-60℃，冷冻干燥1h，得到Ti3C2TX粉末。
步骤二：L-抗坏血酸辅助合成GO诱导的Ti3C2TX水凝胶
1)将步骤一得到的Ti3C2TX粉末加入去离子水，制备成浓度为2mg/mL悬浊液；
2)将5mg氧化石墨烯溶于1mL去离子水，制备5mg/mL氧化石墨烯分散液，进行第一次超声，使其形成均一分散液；之后进行3000r/min低速离心，离心后保留上层溶液；
3)取上层溶液采用超声波细胞破碎仪进行第二次深度强超声破碎处理，然后进行10000r/min高速离心，离心处理后除去上层未剥离的氧化石墨烯，得到下层剥离氧化石墨烯；将剥离氧化石墨烯分散于去离子水，进行第三次超声，得到2mg/mL的单层或多层结构的氧化石墨烯分散液；
4)取L-抗坏血酸25mg加入玻璃比色管，依次加入5mL Ti3C2TX悬浊液(Ti3C2TX10mg)、2mL氧化石墨烯分散液(氧化石墨烯4mg)，混合均匀；
5)将混合后溶液置于烘箱中，设置温度为70℃，加热30h。加热完成后用药匙轻轻将凝胶转移至样品瓶，随后将样品在-60℃进行真空冷冻干燥6h。研磨至无明显颗粒，得GO诱导的Ti3C2TX水凝胶。
对比例1
本例提供一种GO诱导的GO/Ti3C2TX水凝胶，制备包括以下步骤：
1)将实施例1得到的Ti3C2TX粉末加入去离子水，制备成浓度为2mg/mL悬浊液；
2)将5mg氧化石墨烯溶于1mL去离子水，制备5mg/mL氧化石墨烯分散液，进行第一次超声，使其形成均一分散液；之后进行3000r/min低速离心，离心后保留上层溶液；
3)取上层溶液采用超声波细胞破碎仪进行第二次深度强超声破碎处理，然后进行10000r/min高速离心，离心处理后除去上层未剥离的氧化石墨烯，得到下层剥离氧化石墨烯；将剥离氧化石墨烯分散于去离子水，进行第三次超声，得到2mg/mL的单层或多层结构氧化石墨烯分散液；
4)5mL Ti3C2TX悬浊液与2mL氧化石墨烯分散液，混合均匀，置于烘箱中，设置温度为70℃，加热30h。加热完成后用药匙轻轻将凝胶转移至样品瓶，随后将样品进行真空冷冻干燥6h。研磨至无明显颗粒，得GO/Ti3C2TX水凝胶。
探究一：L-抗坏血酸对合成GO诱导的Ti3C2TX水凝胶的影响
利用透射电子显微镜测试实施例1的Ti3C2TX粉末、Ti3C2TX水凝胶以及对比例1的GO/Ti3C2TX水凝胶的微观结构，结果见图1所示。
在图1中，由图1(a)看出经氢氟酸刻蚀后得到Ti3C2TX粉末，表面沿边缘破裂，由图1(b)看出GO/Ti3C2TX水凝胶具有二维结构，图1(c)的Ti3C2TX水凝胶具有清晰的三维网状结构，这表明L-抗坏血酸在GO诱导Ti3C2TX水凝胶形成过程中转变成网状结构发挥了关键作用。
探究二：不同量的L-抗坏血酸辅助合成的GO诱导的Ti3C2TX水凝胶用于降解亚甲基蓝(MB)
步骤一：制备一系列GO诱导的Ti3C2TX水凝胶，其制备步骤同实施例1，区别仅在于，依次改变L-抗坏血酸的加入量为50mg、75mg、100mg、200mg和300mg。
步骤二：将步骤一获得的一系列Ti3C2TX水凝胶分别用于光催化降解亚甲基蓝，包括以下步骤：
1)将制备的20mg Ti3C2TX水凝胶加入到50mL浓度为5ppm的亚甲基蓝水溶液中，先超声处理0.5h，温度设置为25℃，再搅拌0.5h，使溶液呈均匀混合液，以达到吸附平衡，得混合液；
2)将所述混合液浓度作为起始浓度，然后利用波长λ≥420nm的可见光对所述混合液进行光降解2h，每0.3h取一次样，取样约1.5mL，样品进行离心处理，离心机转速为3000r/min，时间10min，取离心后的上清液放入棕色液相小瓶中，棕色液相小瓶放入4℃冰箱保存备用。采用紫外线可见光分光光度计测溶液浓度，设置波长为664nm，结果如图2所示。
由图2可知：光降解时间为120min时，L-抗坏血酸加入量在50～100mg之间，降解亚甲基蓝的活性基本一致，但是随着L-抗坏血酸加入量超过150mg时，降解亚甲基蓝活性开始降低。
探究三：不同量的L-抗坏血酸辅助合成的GO诱导的Ti3C2TX水凝胶以及纯L-抗坏血酸用于降解双氯芬酸钠(DCF)
步骤一：制备一系列GO诱导的Ti3C2TX水凝胶，其制备步骤同实施例1，区别仅在于依次改变L-抗坏血酸的加入量为50mg、100mg、200mg和350mg。
步骤二：将步骤一获得的一系列Ti3C2TX水凝胶分别用于降解DCF，包括以下步骤：
1)将20mg Ti3C2TX水凝胶光催化材料加入到50mL浓度为5ppm的双氯芬酸钠水溶液中，先超声处理0.5h，温度设置为25℃，再搅拌0.5h，使溶液呈均匀混合液，以达到吸附平衡，得混合液；
2)将所述混合液浓度作为起始浓度，然后利用波长λ≥420nm的可见光对所述混合液进行光降解3h，每0.5h取一次样，取样约2mL，样品进行离心处理，离心机转速为3000r/min，时间10分钟，取离心后的上清液放入棕色液相小瓶中，棕色液相小瓶放入4℃冰箱保存备用。采用高效液相色谱对取样进行检测，流动相：乙腈/0.1％甲酸水溶液＝60/40(V/V)；流速1.0mL/min；柱温25℃；进样量10μL；紫外检测器，检测波长275nm。当光降解时间为300min时，Ti3C2TX水凝胶的降解结果如图4所示。
步骤三：分别将50mg、100mg、200mg、350mg纯L-抗坏血酸单体用于降解DCF，方法同步骤二，降解效果如图8所示。
由图4可知：随着L-抗坏血酸加入量的增加，降解双氯芬酸钠的活性逐渐增高，其中，L-抗坏血酸加入量为100mg～200mg时，双氯芬酸钠降解率在65％～71％之间，但是当L-抗坏血酸加入量到350mg后，降解双氯芬酸钠的活性略有下降。
由图8可知：L-抗坏血酸单体对双氯芬酸钠没有降解效果。
探究四：不同量的GO诱导合成的Ti3C2TX水凝胶降解亚甲基蓝
步骤一：GO诱导的Ti3C2TX水凝胶的制备步骤同实施例1，区别仅在于，GO分散液的浓度为1mg/L，体积为4mL。
步骤二：将步骤一以及实施例1获得的Ti3C2TX水凝胶分别用于光催化降解亚甲基蓝，包括以下步骤：
1)将制备的20mg Ti3C2TX水凝胶加入到50mL浓度为5ppm的亚甲基蓝水溶液中，先超声处理0.5h，温度设置为25℃，再搅拌0.5h，使溶液呈均匀混合液，以达到吸附平衡，得混合液；
2)将所述混合液浓度作为起始浓度，然后利用波长λ≥420nm的可见光对所述混合液进行光降解2h，每0.3h取一次样，取样约1.5ml，样品进行离心处理，离心机转速为3000r/min，时间10min，取离心后的上清液放入棕色液相小瓶中，棕色液相小瓶放入4℃冰箱保存备用。采用紫外线可见光分光光度计测溶液浓度，设置波长为664nm，结果如图3所示。
图3显示，加入氧化石墨烯浓度不同，会影响GO诱导的Ti3C2TX水凝胶的吸附和电子转移，进而影响材料光催化活性。
探究五：L-抗坏血酸对Ti3C2TX水凝胶光催化材料表面能的影响
步骤一：制备不同组成的Ti3C2TX水凝胶，方法同实施例1，区别在仅在于，L-抗坏血酸的加入量分别为50mg、75mg。
步骤二：对比实施例1的Ti3C2TX水凝胶(MXene:L-抗坏血酸的比例为1:2.5)、Ti3C2TX粉末、对比例1的GO/Ti3C2TX水凝胶以及步骤二制备的不同组成的Ti3C2TX水凝胶(MXene:L-抗坏血酸分别为1:5、1:7.5)的红外谱图，结果见图5所示。
图5显示，在1310cm-1和1644cm-1处的峰可能是羟基-OH的伸缩振动峰，这些峰来源于-OH直接与Ti3C2TX表面的钛原子键合，或者来自表面吸附的水。在1026cm-1处的C-O-C的信号，以及700和500cm-1之间的波段对应于Ti-O拉伸振动，上述羟基属于亲水性自由基，因此图5证实了GO诱导的Ti3C2TX水凝胶表面羟基存在量上升会减小表面自由能，可以增加材料的亲水性。
探究六：不同量的L-抗坏血酸辅助合成的GO诱导的Ti3C2TX水凝胶吸附降解亚甲基蓝
步骤一：制备一系列GO/Ti3C2TX水凝胶，其制备步骤同实施例1，区别仅在于，依次改变L-抗坏血酸的加入量为0mg、25mg、50mg、75mg、100mg、150mg、200mg、250mg和300mg。
步骤二：将步骤一获得的一系列GO诱导的Ti3C2TX水凝胶分别用于吸附-降解降解亚甲基蓝，包括以下步骤：
1)将制备的20mg GO诱导的Ti3C2TX水凝胶加入到50mL浓度为5ppm的亚甲基蓝水溶液中，先超声处理0.5h，温度设置为25℃，再搅拌0.5h，使溶液呈均匀混合液，以达到吸附平衡，得混合液(吸附平衡时溶液状态如图6所示)；
2)将所述混合液浓度作为起始浓度，然后利用波长λ≥420nm的可见光对所述混合液进行光降解2h，每0.3h取一次样，取样约1.5ml，样品进行离心处理，离心机转速为3000r/min，时间10min，取离心后的上清液放入棕色液相小瓶中，棕色液相小瓶放入4℃冰箱保存备用。采用紫外线可见光分光光度计测溶液浓度，设置波长为664nm，降解后溶液状态如图6所示。
由图6可知：L-抗坏血酸加入量在25-75mg之间，获得的GO诱导的Ti3C2TX水凝胶吸附亚甲基蓝量最多；降解时间为120min时，L-抗坏血酸加入量在0-75mg之间，获得的GO诱导的Ti3C2TX水凝胶降解亚甲基蓝的活性最好。
探究七：添加不同量的GO及L-抗坏血酸对GO诱导的Ti3C2TX水凝胶结构的影响
制备一系列GO/Ti3C2TX水凝胶，制备步骤同实施例1，区别仅在于，GO分散液的浓度为1mg/L时，L-抗坏血酸的加入量依次为0mg、25mg、50mg、75mg、100mg、150mg、200mg、250mg、300mg和350mg。GO分散液的浓度为2mg/L时，L-抗坏血酸的加入量依次为0mg、25mg、50mg、75mg、100mg、150mg、200mg、250mg、300mg和350mg。
各水凝胶的实物图片见图7，由图7可以看出：GO分散液的浓度为2mg/L，L-抗坏血酸的加入量为25mg-350mg时，GO诱导的Ti3C2TX水凝胶相貌较为规整，而当不加L-抗坏血酸时，产物呈现絮状团簇样非完整水凝胶结构。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (6)
1.GO诱导的MXene水凝胶在光催化降解染料或抗生素中的应用，其特征在于，所述GO诱导的MXene水凝胶为GO诱导的Ti3C2TX水凝胶，是通过如下制备方法制备的：
用含氟刻蚀剂刻蚀MAX前驱体，获得MXene；
将所述MXene制成悬浊液；
将单层或多层结构的氧化石墨烯的水分散液、L-抗坏血酸和MXene的悬浊液混合反应，冷冻干燥，即得；其中，所述单层或多层结构的氧化石墨烯的水分散液的制备包括以下步骤：
将氧化石墨烯分散于去离子水中，一次超声形成均一的分散液，低速离心后保留上层溶液；
将上层溶液采用超声波细胞破碎仪进行二次超声破碎使氧化石墨烯完全剥离，然后高速离心，除去上层溶液，取下层剥离的氧化石墨烯；
将剥离的氧化石墨烯分散于去离子水中，进行三次超声，获得单层或多层结构的氧化石墨烯的水分散液；
所述氧化石墨烯、L-抗坏血酸和MXene的质量比为2~4:25~350:1~10；
所述混合反应的温度为60 ℃~90 ℃，时间为1 h~30 h；
所述染料为亚甲基蓝；所述抗生素为双氯芬酸钠。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氧化石墨烯的水分散液的浓度为1mg/mL~2 mg/mL；
所述MXene的悬浊液的浓度为1 mg/mL~2.5 mg/mL。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述MAX前驱体与含氟刻蚀剂的比为0.5g~2g:0.005 mol ~0.452mol。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述冷冻干燥是在-20 ℃~-70 ℃下，干燥1 h~8 h。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将GO诱导的MXene水凝胶与含有染料或抗生素的溶液混合均匀后，进行光照。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述光照采用波长λ ≥ 420 nm的可见光。
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