技术摘要：
本发明属于催化剂技术领域，具体是一种纳米二氧化钛/MXene复合膜的制备方法、产物及应用，纳米二氧化钛分散液和MXene分散液混合反应后真空抽滤成膜，获得所述复合膜。本发明的复合膜在光催化降解氨气、硫化氢等有机污染物上具有较好的光催化活性，而且回收方便，经过简  全部
背景技术：
具有光催化活性的纳米二氧化钛粉体在降解有机污染物，比如苯类溶剂、甲醛等 具有较高的优势，因此有广泛的应用。但单纯的纳米二氧化钛使用不方便，一种方法是将纳 米二氧化钛负载在一些载体上，比如石墨烯，再成型成膜，具有光催化降解性能更好、可回 收、使用方便等优势。 MXene是一种新型二维层状材料，具有较高的比表面积，导热、导电性能好等特点。 MXene作为载体负载纳米二氧化钛可提高二氧化钛的光催化活性，已有诸多报道。 但是纳米二氧化钛和MXene复合成膜还未有报道。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于克服现有技术缺陷，提供一种纳米二氧化钛/MXene复合膜 的制备方法。 本发明的另一个目的在于提供一种纳米二氧化钛/MXene复合膜。 本发明还有一个目的在于提供一种纳米二氧化钛/MXene复合膜的应用。 本发明的技术方案如下： 一种纳米二氧化钛/MXene复合膜的制备方法，包括以下步骤， S1、将环氧基改性纳米二氧化钛超声分散在第一有机溶剂中，获得纳米二氧化钛 分散液；本申请中对于第一有机溶剂并无特别的限制，只要能稳定的分散环氧改性纳米二 氧化钛即可，但优选极性有机溶剂，可以选自四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、 DMF、DMSO、DMAc、环己酮等。 S2、将氨基改性MXene二维层状材料超声分散在第二有机溶剂中，获得MXene分散 液；本申请中对于第二有机溶剂并无特别的限制，只要能稳定的分散氨基改性MXene二维层 状材料即可，但优选极性有机溶剂，可以选自甲醇、无水乙醇、异丙醇、四氢呋喃、丙酮、丁 酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、DMF、DMSO、DMAc、环己酮等。 S3、将步骤S1的纳米二氧化钛分散液和步骤S2的MXene分散液混合，15～50℃搅拌 反应1～5小时，真空抽滤成膜，获得所述二氧化钛/MXene复合膜。 优选的，步骤S1中所述环氧基改性纳米二氧化钛为环氧基硅烷偶联剂改性纳米二 氧化钛。硅烷偶联剂处理改性纳米二氧化钛已有很多的报道，在本申请中对环氧硅烷偶联 剂并无特别的限制，但可以选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧) 丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲 基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙 氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷和2-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二 3 CN 111545230 A 说　明　书 2/5 页 甲氧基硅烷中的一种或几种。 更优选的，所述纳米二氧化硅具有光催化活性。 优选的，步骤S1中所述纳米二氧化钛分散液的浓度为1～10mg/ml。 优选的，步骤S2中所述氨基改性MXene二维层状材料为氨基硅烷偶联剂改性MXene 二维层状材料。硅烷偶联剂处理改性MXene二维层状材料已有报道，在本申请中对氨基硅烷 偶联剂并无特别的限制，但最好是至少含有1个伯氨基，可以选自3-氨基丙基三甲氧基硅 烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅 烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N- (2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-二乙 烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、3-二乙烯三胺基丙基三乙氧基硅烷、3-二乙烯三胺基丙基甲 基二甲氧基硅烷和3-二乙烯三胺基丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。 更优选的，所述MXene二维层状材料的层数不超过5层，横向尺寸不超过5μm。本申 请中MXene二维层状材料可以选自Ti3C2-MXene、Ti2C-MXene、Ti4C3-MXene、V3C2-MXene、 Ti3ZnC2-MXene和Ti2ZnC-MXene中的一种或几种，更优选的，选自Ti3C2-MXene或Ti4C3- MXene。 优选的，步骤S2中所述MXene分散液的浓度为1～10mg/ml。 优选的，步骤S3中所述纳米二氧化钛分散液和MXene分散液的重量比为1:0.1～ 10。 一种纳米二氧化钛/MXene复合膜，由上述任一项实施方案所述的制备方法获得。 一种上述实施方案所述的复合膜在光催化降解有机污染物上的应用，所述有机污 染物包括氨气、硫化氢、甲醛等常压下为气态的有机污染物。 本发明的有益效果是： (1)本发明通过在纳米二氧化钛接枝环氧基官能团和MXene二维层状材料接枝氨 基官能团，利用氨基和环氧基之间的高反应活性，将纳米二氧化钛稳定的覆盖在MXene的表 面，一方面是提高纳米二氧化钛在MXene表面的分散性，另一方面是提高纳米二氧化钛在 MXene表面的分散稳定性，避免在后续使用中出现纳米二氧化钛的脱落或聚集，从而影响产 品性能。 (2)本发明的纳米二氧化钛/MXene具有制备方法较为简单、光催化活性高、使用方 便、可回收使用的特点，应用范围较为广泛。 (3)本发明的复合膜对氨基、硫化氢、甲醛等常见的有机污染物具有较好的光催化 降解效果。 附图说明 图1为不同复合膜对氨气的光催化降解转化率对比。 图2为不同复合膜对硫化氢的光催化降解转化率对比。 图3为不同复合膜重复使用对氨气的光催化降解转化率对比。 图4为不同复合膜重复使用对硫化氢的光催化降解转化率对比。 图5为不同复合膜重复使用对甲醛的光催化降解转化率对比。 4 CN 111545230 A 说　明　书 3/5 页