Page 31 - 《精细化工》2022年第11期
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第 11 期 陈 珍，等: MXene 的制备与改性及其在功能涂层中的应用 ·2181·
身等特种防护领域。 阻碍和挑战。有关 MXene 的研究仍处于快速发展阶
MXene 之所以能够提高复合材料的阻燃性能， 段，今后还需在以下几个方面开展更深入的研究：
其机理主要是 MXene 在燃烧过程（600~700 ℃，有 （1）MXene 的制备方法多种多样，目前刻蚀剥
氧）会氧化生成 TiO 2 以及 C，在聚合物基体表面形 离法是制备 MXene 的最优方法之一，但现有的 HF
成 C/TiO 2 保护层，进而阻止聚合物的燃烧以及融滴 刻蚀法和改性酸刻蚀法会污染环境，且 MXene 的产
的形成，提高复合材料的阻燃抗融滴性能。常见的 率较低。在平衡环保性和产率的前提下，探索出环
聚合物基/MXene 阻燃复合材料的制备方法有交替 境友好、高效的 MXene 制备方法是未来的重点研究
流延法 [80] 、共混 [94] 、层层组装 [95] 等方法。JIN 等 [81] 方向之一。
通过交替流延法制备 PVA/MXene 交替多层膜，得到 （2）MXene 虽然性能优异，但其暴露在潮湿环
具有阻燃性能的复合膜。HUANG 等 [94] 采用共混将 境中极易被氧化，难以长时间储存，严重限制其实
MXene 与膨胀型阻燃（IFR）涂层混合制得 IFR/ 际应用。提高 MXene 的抗氧化性能并实现 MXene
MXene 复合涂层，再将此涂层喷涂在聚氨酯泡沫上。 长期无损储存是 MXene 走向产业化的点睛之笔。
在垂直燃烧实验中，喷涂复合涂层的泡沫在 10 s 内 （3）制备 MXene 的过程中，由于制备方法各异，
表现出良好的自熄灭行为，并且不能被再次点燃， 得到的 MXene 具有不同的表面活性基团，而这些活
这是由于复合涂层有效地延缓热量和挥发性产物的 性基团会在一定程度上影响 MXene 的各种性能，因
释放，保护底层基质不被进一步燃烧。WANG 等 [95] 此，如何得到具有特定表面活性基团的 MXene 还需
通过层层组装法将棉织物（CF）分别在羧甲基壳聚 进一步思考。与此同时，MXene 表面上的大量活性
糖（CCS）和 MXene 中交替浸泡，经过测试发现 基团有利于构建界面作用，但 MXene 与聚合物基体
MXene/CCS@CF 的极限氧指数高达 45.5%，其峰值 的界面作用机制尚不全面，仍需深入研究。另外，
热释放速率降低了 66%以上，该复合涂层表现出优 研发高性能 MXene 基涂层材料 [99] 是发挥 MXene 优
异的阻燃性能。 异性能 [100] 的有效途径之一。
除了阻燃功能外，MXene 还具有热伪装、红外
参考文献：
隐身功能。红外探测的基本原理是对目标在 3~5 μm
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和 7~14 μm 波段的红外信号进行收集，再利用目标 [J]. Journal of Materials Chemistry A, 2019, 7(18): 10843-10857.
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红外隐身是通过降低物体的红外发射率和降低物体 73: 44-126.
的表面温度来实现的，降低物体表面的红外发射率 [3] MAS B R, GOMEZ N C, GOMEZ H J, et al. 2D Materials: To
是目前热红外隐身最主要的方法之一。MXene 具有 graphene and beyond[J]. Nanoscale, 2011, 3(1): 20-30.
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高温热伪装性能。由此可以看出，MXene 在特种防 electrochemical energy storage[J]. Journal of Energy Chemistry,
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的广泛关注 [98] ，但 MXene 在实际应用时仍存在诸多 surface for high-performance electromagnetic absorption and
