中国造纸学会第二十届学术年会

      Ti₃C₂T_x（MXene）是一种新型二维层状结构的金属碳化物/氮化物材料，具有各种优越的化学和物理特性，如良好的亲水性、较大的比表面积、高导电性以及突出的电化学特性，已被广泛应用于电磁屏蔽干扰、电化学存储、3D打印、多功能传感等方面。但是这种MXene纳米片在水溶液中不仅容易被氧化成TiO₂纳米颗粒，同时纳米片之间的堆叠和团聚也严重限制了其它的应用和发展。如何让MXene具有良好的分散性并且保证其使用寿命，对于MXene的研究仍然是一个极大的挑战。MXene也被认为是制备导电水凝胶的理想材料之一，因为它具有优越的亲水性和导电性。此外，MXene还被用作聚合物水凝胶的无机交联剂，这要归功于其表面带有大量负电荷基团以及能够形成高浓度稳定分散体的能力。除此之外，它还能够有效作为还原剂促进引发乙烯基类单体的聚合。
      半纤维素作为一种来源广泛且富含羟基的多糖，它在溶液中能够有效通过氢键作用吸附到胶体粒子表面，同时具有一定表面活性，使其可以作为乳液或小分子的稳定剂。为了克服MXene容易氧化且在水溶液中无法长期保持稳定的缺点，本实验通过对溶解浆副产物木聚糖进行氧化改性制备出醛基半纤维素（DAX），并将其与二维材料MXene混合，通过Zeta电位、X射线衍射、原子力显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等表征手段，研究了DAX对于这种新型二维材料MXene化学和胶体稳定性的影响。DAX/MX氧化还原体系还能够快速激活引发剂KPS产生大量的羟基自由基（-OH·），并能够在室温下数分钟内引发以丙烯酰胺为代表的乙烯基单体发生自由基聚合反应，从而快速制备复合导电水凝胶材料。由于这种水凝胶材料具有良好的导电性以及绿色环保的特点，因此也可以被探索作为电子运动传感等方面的应用。
 

MXene，醛基半纤维素，快速聚合，水凝胶，传感