MXene是一种新出现的二维材料，已被广泛应用于不同的应用领域，包括作为吸附去除环境污染物的吸附剂。但由于缺乏活性吸附位点，不可避免地会影响其吸附性能，一般需要进行表面功能化处理。本研究以六氯环三磷腈(HCCP)为连接基团，以Ti₃C₂和木质素磺酸钠为偶联基团，通过简单取代反应制备了一种新型MXene基吸附剂Ti₃C₂-SL。研究了Ti₃C₂-SL作为吸附剂对盐酸阿霉素(DOX)的吸附性能，并通过多项实验考察了不同参数对吸附性能的影响。对实验数据进行拟合，计算相关参数，研究吸附动力学和热力学。结果表明，Ti₃C₂- SL能快速吸附DOX, 2 min内吸附量达到较高值，平衡后的最大吸附量达到190.78 mg g^-1，是Ti₃C₂的4倍左右。吸附过程是自发的吸热过程，以物理吸附为主。以上结果表明，Ti₃C₂-SL在吸附去除环境污染物方面具有广阔的应用前景。
 
 
图1. Ti₃C₂、Ti₃C₂- APTES和Ti₃C₂- SL的合成过程。
 
 
图2 (A)Ti₃C₂和Ti₃C₂- SL的FT-IR光谱;(B) Ti₃C₂和Ti₃C₂-SL的TGA曲线。
 
 
图3. (A) Ti₃C₂(比例尺= 1μm)和(B) Ti₃C₂- SL(比例尺= 1μm)的SEM图像。
 
  
图4. 测量扫描Ti₃C₂和Ti3C2- SL的XPS光谱概况。
 
  
图5 详细的Ti₃C₂和Ti₃C₂- SL的XPS谱图。C 1s (A)和(B)， N 1s (C)， O 1s (D)， P 2p (E)， Si 2p (F)。
 
 
图6 DOX在Ti₃C₂和Ti3C2- SL上的吸附曲线(A);拟一阶模型、拟二阶模型和粒子内扩散模型拟合的Ti₃C₂-SL吸附动力学曲线(B)。
 
 
图7 溶液pH对Ti₃C₂-SL吸附DOX的影响。
 
 
图8. Ti₃C₂-SL对DOX的吸附等温线。
 

图9. 温度对Ti₃C₂-SL (A)吸附DOX的影响;Ti₃C₂-SL (B)去除DOX的Van’t Hoff图。
 
        相关科研成果由南昌大学化学系Xiaoyong Zhang和Qian-Yong Cao等人于2022年发表在Applied Surface Science (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154197)上。原文：Preparation of sodium ligninsulfonate functionalized MXene using hexachlorocyclotriphosphazene as linkage and its adsorption applications。

转自《石墨烯研究》公众号