一种MXene/聚醚砜共混基质膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术中公开了一种MXene/聚醚砜共混基质膜的制备方法，包括以下步骤：S1、MXene/聚醚砜共混基质膜铸膜液的配制：将聚醚砜加入MXene的N,N

【技术实现步骤摘要】
一种MXene/聚醚砜共混基质膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物材料
，具体涉及一种MXene/聚醚砜共混基质膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]MXenes是一类二维过渡金属碳氮化合物家族，一般表达式为Mn+1XnTx，M代表早期过渡金属(例如，钛、钒、铌、钼)，X是碳和/或氮，n＝1
‑
3，Tx代表表面封端基团如
‑
OH、
‑
O
‑
和
‑
F。目前已经合成了20种不同的MXene，预测存在更多的MXenes。它们的物理和化学性质可以通过改变结构和合成条件来精细地调整。Ti3C2因为刻蚀条件温和且具有良好的生物相容性，因此是目前研究最多的一种MXene。聚醚砜有良好的机械性能和耐酸碱性，是一种广泛应用在血液净化
的商业化的高分子原料。
[0003]但是现有的MXene材料应用于血液净化中时，存在较多问题，比如：以粉末形态进行应用时，其机械性能不好，不易回收；在有机溶剂中的溶解度较差；且与高分子材料的相容性不好，大大限制了其在血液净化中的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的MXene材料机械性能不好，不易回收，且与溶于有机溶剂的高分子材料相容性不好的问题，提供一种MXene/聚醚砜共混基质膜及其制备方法和应用。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种MXene/聚醚砜共混基质膜的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1、MXene/聚醚砜共混基质膜铸膜液的配制：将聚醚砜加入MXene的N,N
‑
二甲基乙酰胺溶液，室温下搅拌2
‑
8h，得铸膜液；
[0007]S2、MXene/聚醚砜共混基质膜的制备：将配制的铸膜液真空脱泡处理后，用胶头滴管滴在大小合适的玻璃板上，并放入成膜机内旋转均匀，然后把玻璃板放入凝固浴中发生相转换，即得MXene/聚醚砜共混基质膜。
[0008]优选地，所述铸膜液中MXene与聚醚砜的质量之和与溶剂N,N
‑
二甲基乙酰胺溶液的质量比为(14
‑
16)：(84
‑
86)；所述MXene和聚醚砜的质量比为1：(10
‑
100)。
[0009]优选地，所述MXene的N,N
‑
二甲基乙酰胺溶液的制备方法为：将MAX原料在HCl和LiF的溶液中刻蚀，再加入四丁基氢氧化铵溶液搅拌至少8h，插层后，离心，用去离子水清洗多次，得多层MXene材料，冻干备用；向备好的MXene材料中加入N,N
‑
二甲基乙酰胺溶液，经超声溶解，即得MXene的N,N
‑
二甲基乙酰胺溶液。
[0010]优选地，所述MAX原料为Ti3AlC2；所述MXene材料为Ti3C2。
[0011]优选地，所述凝固浴为去离子水。
[0012]本专利技术同时提供了上述制备方法制备得到的MXene/聚醚砜共混基质膜。
[0013]本专利技术还提供了上述MXene/聚醚砜共混基质膜在制备血液净化设备中的应用。
[0014]本专利技术所具有的有益效果：
[0015](一)本专利技术将MXene与聚醚砜复合，制备得到MXene/聚醚砜共混基质膜，相比于单纯的MXene粉末，其机械性能更好，且更易于应用和回收。
[0016](二)本专利技术中制备多层MXene材料时，四丁基氢氧化铵的加入和非共价功能化有助于MXene的有机溶剂分散性，从而提高其与溶于有机溶剂的高分子材料的相容性。
[0017](三)本专利技术中，由于MXene在聚醚砜的多孔基质中均匀分布，为共混基质膜提供良好的吸附性能，该吸附性能是基于MXene的大比表面积和丰富的表面活性位点带来的吸附特性；同时引入MXene对聚醚砜膜进行改性，能显著提高共混膜的血液相容性。因此，本专利技术中的MXene/聚醚砜共混基质膜可应用在制备血液净化设备中，用于血液中毒素的吸附，尤其是应用在出现肾脏代谢异常患者的血液净化设备制备中，可以对胆红素实现有效清除。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例1制备的多层MXene材料的扫描电镜图；
[0019]图2为本专利技术实施例2所制备的MXene/聚醚砜共混基质膜的截面扫描电镜图；
[0020]图3为实施例2、实施例3和实施例4中制备的MXene/聚醚砜共混基质膜对胆红素的清除能力；
[0021]图4为实施例2、实施例3和实施例4中制备的MXene/聚醚砜共混基质膜的力学拉伸测试应力
‑
应变图；
[0022]图5为实施例2、实施例3和实施例4中制备的MXene/聚醚砜共混基质膜的血液相容性测试结果。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0024]实施例1MXene材料的制备
[0025]1.定量称取1gLiF，将其溶于20ml9mol/L盐酸中，在聚四氟乙烯反应釜中搅拌至完全溶解；称取1gTi3AlC2粉末，少量多次加入溶液中，在35℃下搅拌24h，之后再加入1g四丁基氢氧化铵，均匀搅拌至少8h；
[0026]2.将反应完后的溶液转移到离心管中，4000rpm离心，取沉淀，之后使用1mol/L稀盐酸进行两次清洗摇匀，离心，取沉淀的过程，之后用去离子水清洗沉淀，至上清液pH≥6，且沉淀出现明显膨胀后，将材料冻干24h，得到多层MXene材料。
[0027]本实施例制备的MXene具有较大尺寸的片状结构，如图1所示。
[0028]实施例2
[0029]本实施例中MXene与聚醚砜的质量比为1:100。
[0030]将23.8mg的MXene(由实施例1制备得到)溶于11730mg的N,N
‑
二甲基乙酰胺溶液中，超声溶解30min，得到Ti3C2的N,N
‑
二甲基乙酰胺溶液；然后向其中加入2376mg的聚醚砜，室温下搅拌6h进行混匀，得到铸膜液；将铸膜液进行真空脱泡处理后，用胶头滴管滴在大小合适的玻璃板上，并放入成膜机内旋转均匀，然后把玻璃板放入凝固浴中发生相转换，即得MXene/聚醚砜共混基质膜。共混基质膜在去离子水中浸泡待用。共混基质膜内部的扫描电镜图如图2所示，从图2中可以看出，共混膜内部具有多孔结构，且孔道壁上有MXene的片状
褶皱。
[0031]实施例3
[0032]本实施例中MXene与聚醚砜的质量比为1:50。
[0033]将47.5mg的MXene(由实施例1制备得到)溶于11730mg的N,N
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二甲基乙酰胺溶液中，超声溶解30min，得到Ti3C2的N,N
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二甲基乙酰胺溶液；然后向其中加入2353mg的聚醚砜，室温下搅拌6h进行混匀，得到铸膜液；将铸膜液进行真空脱泡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MXene/聚醚砜共混基质膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、MXene/聚醚砜共混基质膜铸膜液的配制：将聚醚砜加入MXene的N,N
‑
二甲基乙酰胺溶液，室温下搅拌2
‑
8h，得铸膜液；S2、MXene/聚醚砜共混基质膜的制备：将配制的铸膜液真空脱泡处理后，用胶头滴管滴在大小合适的玻璃板上，并放入成膜机内旋转均匀，然后把玻璃板放入凝固浴中发生相转换，即得MXene/聚醚砜共混基质膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铸膜液中MXene与聚醚砜的质量之和与溶剂N,N
‑
二甲基乙酰胺溶液的质量比为(14
‑
16)：(84
‑
86)；所述MXene和聚醚砜的质量比为1：(10
‑
100)。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰民，杨淞钥，王智华，曹远航，翁润昱，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：