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一種石墨烯?納米纖維素?聚乙烯醇復合導電凝膠及其制備方法和應(yīng)用與流程

文檔序號:12400905閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種石墨烯-納米纖維素-聚乙烯醇復合導電凝膠,其特征在于該凝膠采用下列方法制備得到的:

a.制備石墨烯分散液;

b.制備納米纖維素懸浮液;

c.石墨烯分散液與納米纖維素懸浮液混合,加入到聚乙烯醇水溶液中,加入交聯(lián)劑,攪拌直至形成凝膠,即得石墨烯-納米纖維素-聚乙烯醇復合導電凝膠。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合導電凝膠,其特征在于步驟a中石墨烯分散液的制備方法包括以下步驟:

(1)秤取1-4g聚乙烯吡咯烷酮粉末,加入100-500g乙醇中,攪拌溶解,制備石墨烯分散劑;

(2)取1-4g石墨烯粉末加入上述溶液中,在300-700w的功率下超聲分散5-10分鐘,制得石墨烯乙醇分散液;其中,石墨烯優(yōu)選為多層石墨烯或少層石墨烯,純度大于85%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合導電凝膠,其特征在于步驟b中納米纖維素懸浮液的制備方法包括以下步驟:

(1)取10~20g粉碎的脫脂棉加入100~500g質(zhì)量分數(shù)30~50%的硫酸中,在40~50℃下磁力攪拌酸水解30~120分鐘;

(2)加入去離子水終止酸解反應(yīng),將所得混合物用去離子水反復漂洗后轉(zhuǎn)移至透析袋中透析至pH值中性;

(3)取上述混合物,加水稀釋,在500~1000w功率下超聲粉碎50~150分鐘,即制備出納米纖維素懸浮液。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合導電凝膠,其特征在于步驟c中石墨烯-納米纖維素-聚乙烯醇復合導電凝膠的制備方法包括以下步驟:

(1)取1~10g聚乙烯醇粉末加入100~500ml去離子水中,70~90℃加熱攪拌,至聚乙烯醇完全溶解形成均一透明的溶液;其中,聚乙烯醇優(yōu)選分子量14-20萬,醇解度大于99%;

(3)取石墨烯分散液和納米纖維素懸浮液,加入聚乙烯醇水溶液中,70~90℃機械攪拌,加入1~5g交聯(lián)劑,繼續(xù)攪拌直至形成凝膠,即制成石墨烯納米纖維素聚乙烯醇復合導電凝膠;其中,交聯(lián)劑優(yōu)選硼酸鹽或戊二醛,石墨烯含量占固體組分中質(zhì)量百分比為1~10%,納米纖維素含量占固體組分中質(zhì)量百分比為1~2%。

5.權(quán)利要求1所述的石墨烯-納米纖維素-聚乙烯醇復合導電凝膠的制備方法,其特征在于該方法包括下列步驟:

a.制備石墨烯分散液;

b.制備納米纖維素懸浮液;

c.制備聚乙烯醇水溶液,在其中加入石墨烯分散液和納米纖維素懸浮液,攪拌后加入交聯(lián)劑,形成凝膠,即制得石墨烯-納米纖維素-聚乙烯醇復合導電凝膠。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于步驟a中石墨烯分散液的制備方法包括以下步驟:

(1)秤取1-4g聚乙烯吡咯烷酮粉末,加入100-500g乙醇中,攪拌溶解,制備石墨烯分散劑;

(2)取1-4g石墨烯粉末加入上述溶液中,在300-700w的功率下超聲分散5-10分鐘。制得石墨烯乙醇分散液;其中,石墨烯優(yōu)選為多層石墨烯或少層石墨烯,純度大于85%。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于步驟b中納米纖維素懸浮液的制備方法包括以下步驟:

(1)取10~20g粉碎的脫脂棉加入100~500g質(zhì)量分數(shù)30~50%的硫酸中,在40~50℃下磁力攪拌酸水解30~120分鐘;

(2)加入去離子水終止酸解反應(yīng),將所得混合物用去離子水反復漂洗后轉(zhuǎn)移至透析袋中透析至pH值中性;

(3)取上述混合物,加水稀釋,在500~1000w功率下超聲粉碎50~150分鐘,即制備出納米纖維素懸浮液。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于步驟c中石墨烯-納米纖維素-聚乙烯醇復合導電凝膠的制備方法包括以下步驟:

(1)取1-10g聚乙烯醇粉末加入100-500ml去離子水,70-90℃加熱攪拌,至聚乙烯醇完全溶解形成均一透明的溶液;其中,聚乙烯醇優(yōu)選分子量14-20萬,醇解度大于99%;

(2)取石墨烯分散液和納米纖維素懸浮液,加入聚乙烯醇水溶液中,70-90℃機械攪拌,加入1-5g交聯(lián)劑,繼續(xù)攪拌直至形成凝膠,即制成石墨烯納米纖維素聚乙烯醇復合導電凝膠;其中,交聯(lián)劑優(yōu)選硼酸鹽或戊二醛,石墨烯含量占固體組分中質(zhì)量百分比為1~10%,納米纖維素含量占固體組分中質(zhì)量百分比為1~2%。

9.權(quán)利要求1所述的石墨烯-納米纖維素-聚乙烯醇復合導電凝膠在制備柔性導電材料中的應(yīng)用。

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