一种MXene@PCN-224复合材料及其制备方法与应用

本发明涉及复合材料，特别涉及一种mxene@pcn-224复合材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、复合材料具有繁多的种类，因其可定制的结构，可控的合成过程，可以预期的功能，被广泛应用于如生物抗菌等众多领域，其中新颖的mxene材料吸引了众多关注。mxene材料是一类2d片状材料，它是一种无机化合物，具有比表面积大、易于修饰且具备光热抗菌能力等优势，因此常被选作抗菌复合材料中的基底材料。

2、目前，在制备以mxene材料为基底的复合材料时，研究者们往往使用静电吸附的方式来实现，这种方法是利用mxene材料与修饰材料表面电荷的差异，通过电荷之间的相互作用，实现将两种材料紧密结合的目的。然而，静电吸附的方式虽然比较方便，但这种物理吸附的方式存在结合不够稳定，容易被破坏的缺点，另外这也对于mxene材料与被修饰材料的表面电荷差异存在较高的要求。

3、复合材料除了采用静电吸附外，还常采用化学掺杂进行合成。然而，通过化学掺杂合成的复合材料其稳定度较静电吸附虽然有所提升，但其合成流程极为繁复冗长，同时其反应过程难以控制与调整，因此也不便于后续的使用。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明旨在提供一种mxene@pcn-224复合材料及其制备方法与应用。

2、本发明的技术方案如下：

3、一方面，提供一种mxene@pcn-224复合材料的制备方法，利用原位生长的方式，在mxene材料的表面生长出pcn-224材料，获得所述mxene@pcn-224复合材料。

4、作为优选，采用电介质阻挡放电法实现pcn-224材料在mxene材料表面的原位生长。

5、作为优选，包括以下步骤：

6、s1：分别准备预混物a和预混物b，所述预混物a包括mxene材料、金属离子螯合剂、溶剂，所述预混物b为合成pcn-224材料所需的除溶剂外的其他原料混合物；

7、s2：将所述预混物a和所述预混物b混合均匀后投入到反应容器中，在常温常压条件下，采用电介质阻挡放电法使所述反应容器内的混合物进行反应；

8、s3：通过离心洗涤收集反应产物，该反应产物即为所述mxene@pcn-224复合材料。

9、作为优选，步骤s1中，以重量份数计，所述预混物a包括mxene材料5-10份、金属离子螯合剂5-20份、溶剂50份，所述溶剂为合成pcn-224材料所需的溶剂，所述预混物b包括八水合氯氧化锆15-60份、四羧基苯基卟啉5-20份、苯甲酸50-300份。

10、作为优选，步骤s1中，所述金属离子螯合剂为聚乙烯吡咯烷酮。

11、作为优选，步骤s1中，所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

12、作为优选，步骤s1中，准备好的预混物a和预混物b在密封、避光、室温条件下保存。

13、作为优选，步骤s2中，所述电介质阻挡放电法的放电电压为35-37v，电流为1.20-1.29a，反应时间为20-30min。

14、另一方面，还提供一种mxene@pcn-224复合材料，采用上述任意一项所述的mxene@pcn-224复合材料的制备方法制备而成。

15、另一方面，还提供一种上述所述的mxene@pcn-224复合材料在生物抗菌中的应用。

16、本发明的有益效果是：

17、本发明将具有光热抗菌能力的mxene材料与具有光催化抗菌能力的pcn-224材料进行结合，能够获得具备优良抗菌能力的mxene@pcn-224复合材料；且利用原位生长的方式制备所述复合材料，其能够使所述复合材料的制备过程更加安全可控、简便快速，有效地提升制备效率，降低生产成本。

技术特征：

1.一种mxene@pcn-224复合材料的制备方法，其特征在于，利用原位生长的方式，在mxene材料的表面生长出pcn-224材料，获得所述mxene@pcn-224复合材料。

2.根据权利要求1所述的mxene@pcn-224复合材料的制备方法，其特征在于，采用电介质阻挡放电法实现pcn-224材料在mxene材料表面的原位生长。

3.根据权利要求2所述的mxene@pcn-224复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的mxene@pcn-224复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，以重量份数计，所述预混物a包括mxene材料5-10份、金属离子螯合剂5-20份、溶剂50份，所述预混物b包括八水合氯氧化锆15-60份、四羧基苯基卟啉5-20份、苯甲酸50-300份。

5.根据权利要求3所述的mxene@pcn-224复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述金属离子螯合剂为聚乙烯吡咯烷酮。

6.根据权利要求3所述的mxene@pcn-224复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

7.根据权利要求3所述的mxene@pcn-224复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，准备好的预混物a和预混物b在密封、避光、室温条件下保存。

8.根据权利要求3-7中任意一项所述的mxene@pcn-224复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述电介质阻挡放电法的放电电压为35-37v，电流为1.20-1.29a，反应时间为20-30min。

9.一种mxene@pcn-224复合材料，其特征在于，采用权利要求1-7中任意一项所述的mxene@pcn-224复合材料的制备方法制备而成。

10.如权利要求8所述的mxene@pcn-224复合材料在生物抗菌中的应用。

技术总结
本发明公开了一种MXene@PCN‑224复合材料及其制备方法与应用，所述制备方法包括以下步骤：S1：分别准备预混物A和预混物B，所述预混物A包括MXene材料、金属离子螯合剂、溶剂，所述溶剂为合成PCN‑224材料所需的溶剂，所述预混物B为合成PCN‑224材料所需的除溶剂外的其他原料混合物；S2：将所述预混物A和所述预混物B混合均匀后投入到反应容器中，在常温常压条件下，采用电介质阻挡放电法使所述反应容器内的混合物进行反应；S3：通过离心洗涤收集反应产物，该反应产物即为所述MXene@PCN‑224复合材料。本发明能够安全可控、简便快速地制备获得MXene@PCN‑224复合材料。

技术研发人员：罗斌,雷嘉辉,蓝芳,吴尧
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16