ACS Nano：冰模板辅助合成Ti3C2Tx水凝胶

纳米技术

2020-07-19

通常共价/非共价相互作用形成的水凝胶具有抗水化和分解效果，清华大学李春等报道了一种钛基MXene材料（Ti₃C₂T_x），其中通过插Li⁺的材料处理为水合质子后，引发了显著的抑制水解作用。基于这种作用，Ti₃C₂T_x水凝胶材料通过冻干实现预自组装，随后在质子酸中进行解冻处理。该过程没有其他外加组分，并且在固体含量5 %时得到压缩模量达到2.4 MPa，电导率达到220.3±16.8 S m^-1的产物。此外，这种各向异性的Ti₃C₂T_x水凝胶在太阳能蒸发等过程中展现了应用前景。

本文要点

（1）

制备过程中的原位in-situ插层化学修饰结合冰模板预自组装实现了高度可控的Ti₃C₂T_x微结构，并且冰模板在解冻过程中保持了Ti₃C₂T_x的结构，这种结构有效的改善了热传导和传质。由于这种合成方法中没有加入任何外源凝胶剂，各向异性微结构和力学性能得以保持，同时兼具良好的导电性。

（2）

将Ti₃C₂T_x分散为不同固含量的分散液（1~5 %），随后灌装到PTFE磨具中，在液氮中冷冻，随后在-20 ℃冰箱中储存4 h。然后通过5 M HCl溶液中在室温中解冻处理，并清洗多余的酸，从而得到的中性T₃C₂T_x水凝胶产品。此外，探索了不同冷冻过程中得到的微结构进行表征。

参考文献

Hongwu Chen, Hongyun Ma, Panpan Zhang, Yeye Wen, Liangti Qu, and Chun Li*

Pristine Titanium Carbide MXene Hydrogel Matrix, ACS Nano. 2020

DOI：10.1021/acsnano.0c04379

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c04379