在蚀刻后进行热自交联,用于规范的Ti3C2类型MXene膜及其初步气体分离的制备
Nong Xu1,2, Chen Pan1, Shenzhen Qu1
1School of Energy, Materials and Chemical Engineering, Hefei University, Hefei, 230601, China.
Heliyon
|May 23, 2024
概括
我们开发了一种新方法,使用蚀刻和自我交叉连接来创建MXene膜. 这一过程产生了大型,高质量的MXene单层,显著提高了超出传统限制的气体分离效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- MXene材料为分离应用提供了独特的性能.
- 开发大型高质量的MXene膜的高效合成方法至关重要.
- 现有的方法在可扩展性和膜完整性方面面临挑战.
研究的目的:
- 提出一种创新的双阶段方法来合成MXene膜.
- 描述合成的MXene的形态,结晶性和化学成分.
- 为了评估产生的MXene膜的气体分离性能.
主要方法:
- 双阶段合成:使用HCl/LiF对Ti3AlC2 (MAX阶段) 进行蚀刻,然后进行热自交联.
- 使用FESEM,TEM,HRTEM,AFM,XPS和FTIR进行表征.
- 膜组件的真空过和钢筋的热处理.
主要成果:
- 成功合成了具有高晶度和产量的MXene单层 (>500 nm直径,2.1 nm厚度).
- 证实了MXene形成与C-Ti-O,C-Ti-OH,C-C,C-O和Ti-O键.
- 热处理减少了层间d-间距 (4.33至3.54 Å),提高了气体分离效率 (>23.0为
结论:
- 拟议的双阶段方法有效地产生高质量的MXene单层.
- 热自交联增强了膜结构,提高了气体分离性能.
- 这种方法为先进的气体分离膜提供了一个有前途的途径.
