[发明专利]一种MXene/MoS2

说明书

本发明公开了一种MXene/MoS₂异质结功能化修饰聚合物膜及其制备方法与应用。该制备方法包括以下步骤：(1)制备MXene粉末；(2)制备MXene‑四硫代钼酸铵混合粉末；(3)制备MXene/MoS₂异质结粉末；(4)制备MXene/MoS₂异质结乙醇悬浮液；(5)制备聚合物基膜，并将上述MXene/MoS₂异质结乙醇悬浮液中的异质结材料固定在基膜上，得MXene/MoS₂异质结功能化修饰聚合物膜。该膜借助于MXene和MoS₂优良的物理化学性能，具有优异的血液相容性和抗氧化性能，可以有效抑制氧化应激，降低心血管疾病、动脉粥样硬化等并发症的发病率。

技术领域

本发明涉及膜技术领域，具体涉及一种MXene/MoS₂异质结功能化修饰聚合物膜及其制备方法与应用。

背景技术

终末期肾脏病(ESRD)是慢性肾脏病发展到最后阶段引起的不可逆肾功能衰竭，它的患病率在世界范围内不断上升，以当今的医疗手段，还无法完全治愈，只能以血液透析(hemodialysis，HD)、腹膜透析、肾移植等肾代替治疗方法维持生命，其中HD是治疗ESRD最常用的方法。血液透析膜是组成透析设备的核心部分，但由于其本身的生物相容性问题，常常导致患者体内产生大量的活性氧(ROS)，破坏氧化和内源性抗氧化的动态平衡，造成氧化应激，并进一步诱发慢性肾脏病相关并发症，如心血管疾病、动脉粥样硬化、高血压、炎症、神经退行性疾病、糖尿病等。因此，开发具有抗氧化能力、生物相容性良好的功能性血液透析膜很有必要。近年来，一些研究人员通过在膜表面固定维生素E、共轭亚油酸、染料木黄酮等抗氧化剂来提高抗氧化性，然而这些抗氧化剂很难在透析过程中长期保持稳定的抗氧化效果。针对这一问题，本发明提供一种具有良好抗氧化性和生物相容性的聚合物膜制备方法。

过渡金属碳/氮化物(MXene)是一类以Ti₃C₂T_x为代表的新兴二维(2D)材料，表面拥有丰富的官能团(-F、-OH和-O等)，具备生物相容性好、比表面积高、载流子迁移率高、亲水性好等优点，同时具有一定的还原性，可以清除ROS，用于抑制氧化应激。但MXene具有自堆积倾向，严重降低了其表面活性位点利用率，限制了抗氧化性能，且其长期稳定性较差，在水和氧气的氛围中或者长时间处于光照下，极易发生氧化，生成金属氧化物。为了进一步提高MXene在生物医学领域的适用性，可以通过引入金属硫/氧化物、贵金属、碳基材料等方法来制备MXene基复合材料。MoS₂作为2D过渡金属硫化物(TMDs)中的一种，具有大量的边缘活性位点、超高的比表面积以及良好的稳定性，同时MoS₂可以模拟细胞抗氧化酶，具备超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)类活性，能够有效清除过量的ROS，具有良好的抗氧化性和生物相容性，是所有TMDs中最适用于生物领域研究的选择之一。

发明内容

本发明利用热退火法制备了MXene/MoS₂异质结材料，并将其用于功能化修饰聚合物膜，有效抑制了由透析膜引发的氧化应激，降低了心血管疾病、糖尿病等相关并发症发生的风险，同时提高了膜的抗凝血能力。

本发明提出一种MXene/MoS₂异质结功能化修饰聚合物膜的制备方法，具体步骤如下：

(1)将MAX加入到氟化锂和盐酸的混合溶液中，通过真空干燥制备MXene粉末；

(2)将四硫代钼酸铵(ATM)和上述MXene按照一定质量比加入到去离子水中，利用冷冻干燥制备MXene-ATM混合粉末；

(3)将上述MXene-ATM混合粉末置于高温和混合气体氛围下，得MXene/MoS₂异质结粉末；

(4)制备MXene/MoS₂异质结乙醇悬浮液；