随着现代工业的发展，人类文明达到了空前的繁荣。一方面，人们享受着科技带来的便利，另一方面，也要忍受工业发展带来的环境危害。特别是各种污水和废水的排放，不仅加剧了全球性的水资源短缺，而且严重威胁着人类的生存健康。在各种污水废水中，染料废水由于成分复杂、色度深、危害大等特点，成为最难处理的工业废水之一。

常用的用于染料废水处理的吸附材料主要有纳米金属氧化物、生物炭、金属有机骨架和石墨烯等，但这些吸附材料具有元素单一、作用力弱、表面缺乏官能团等缺点，吸附性能受到了极大的限制。MXene作为染料吸附剂具有克服这些缺点的潜力而备受关注。

MXene独特的层状结构以及较高的比表面积、优异的表面亲水性和丰富的活性位点使其本身可以被用作染料分子的吸附剂。通过理论和试验研究，MXene在染料废水处理领域的应用取得了一定的进展。同时，MXene表面拥有的大量的官能团还使其比较容易的与其他功能材料结合制备复合材料，提高对染料废水的处理效率。Cai[1]等利用一步水热法将植酸（HA）和Ti3C2(OHxF1-x)2进行复合制备HA-MXene复合材料，用作亚甲基蓝和罗丹明B的吸附剂，通过HA与MXene反应生成新的功能纳米结构和组成来提高MXene的吸附能力。结果表明，与MXene相比，HA-MXene对亚甲基蓝和罗丹明B的吸附能力均有大幅度提高。

尽管MXene及其复合材料在染料废水处理领域得到了广泛的研究，但为了得到更优的吸附效果，还需对材料本身及吸附条件进行进一步改进。

（1）研究合适的分散剂或分散工艺防止MXene在吸附过程中的团聚问题是提高其吸附行为的关键；

（2）提高MXene及复合材料在吸附过程中的稳定性和耐污染性是实现工业化的重要方向；

（3）进一步深入MXene的改性研究，提高材料的吸附性能。

广州承压院国家石墨烯产品质量监督检验中心（广东）配备有X射线光电子能谱仪，激光显微共焦拉曼光谱仪，X射线衍射仪，紫外可见近红外分光光度计，超高效液相色谱仪，zeta电位，接触角测定仪等高端的仪器设备，可以对MXene膜的结构，性能及对染料分子的吸附机理进行检测研究，助力MXene在抗生素分离方面的发展。

图4 紫外可见近红外分光光度计

图5 激光显微共焦拉曼光谱仪

参考文献：

[1] Cai C, Wang R, Liu S, et al. Synthesis of self-assembled phytic acid-MXene nanocomposites via a facile hydrothermal approach with elevated dye adsorption capacities[J]. Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects, 2020, 589.

来源：材料小博士