一种基于海藻酸钠的复合产电纤维及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113862992A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111062701.4(22)申请日2021.09.10(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人巩峰陈浩天刘超李明孙向阳王思珺刘丽珊(74)专利代理机构北京德崇智捷知识产权代理有限公司11467代理人季承(51)Int.Cl.D06M11/13(2006.01)D01F9/04(2006.01)D01F1/10(2006.01)D06M101/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种基于海藻酸钠的复合产电纤维及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种基于海藻酸钠的复合产电纤维及其制备方法，具有提高纤维在空气中的吸水性能，能够吸收空气中的水分变得湿润并电离出大量的氢离子，随着水分子沿着纤维移动，氢离子也在向纤维一段聚集，从而产生电压的特点；制备纤维所采用的材料均属于可购买或实验室制备的材料，制备成本较低，制备方法简便，制备周期短；以海藻酸钠为基体的纤维，具备较好的韧性、抗扭转性和抗拉性，纤维可塑性强，可以编织成不同的形状加以应用；添加石墨化羧基化多壁碳纳米管、纤维素纳米纤维的方法来强化和稳定其产生的电压。这些添加的化学成分都不具有腐蚀性，使得纤维具有较好的亲肤性。CN113862992ACN113862992A权利要求书1/2页1.一种基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、配置2‑4wt％海藻酸钠溶液、10‑20mg/mL氧化石墨烯溶液、2‑8mg/mLCNT溶液、2‑4mol/L氯化锂溶液和5‑15wt％CaCl2的纤维凝固浴备用；步骤二、取步骤一中配置好的海藻酸钠溶液、氧化石墨烯溶液，取纤维素纳米纤维，按照55‑70％的海藻酸钠溶液、10‑15％的氧化石墨烯溶液、15‑33％的纤维素纳米纤维的比例混合均匀；其中，海藻酸钠溶液、氧化石墨烯溶液及纤维素纳米纤维百分比相加和为1；向上述溶液中添加5mL所述CNT溶液，混好搅拌均匀，得到混合溶液；步骤三、所述混合溶液通过进样器注入所述纤维凝固浴中，形成纤维；步骤四、清洗所述纤维后自然晾干，用所述氯化锂溶液浸泡处理后晾干，获得复合产电纤维。2.根据权利要求1所述的基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤一包括配置3wt％海藻酸钠溶液、15mg/mL氧化石墨烯溶液、5mg/mLCNT溶液、3mol/L氯化锂溶液和10wt％CaCl2的纤维凝固浴。3.根据权利要求1所述的基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：所述海藻酸钠溶液制备包括如下步骤，量取一定量的去离子水于烧杯中，称取纯化后干燥好的海藻酸钠粉末，边搅拌边加入到烧杯中，室温下磁力搅拌4小时，使海藻酸钠充分溶胀，然后在50℃水浴中继续搅拌0.5小时，使海藻酸钠充分溶解，得到均匀稳定的海藻酸钠溶液。4.根据权利要求1所述的基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：所述氯化锂水溶液制备包括如下步骤，在容器中加入12.7g氯化锂和100ml水，在室温下剧烈搅拌2‑3min获得浓度为3mol/L的氯化锂水溶液。5.根据权利要求1所述的基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯溶液制备包括，制备氧化石墨烯粉末和用所述氧化石墨烯粉末制备氧化石墨烯溶液；所述制备氧化石墨烯粉末包括：A1.称取2.5g石墨、12.5g高锰酸钾，配备500mL5wt％硫酸；A2.将石墨加入硫酸中，充分搅拌；在10℃冰浴中每隔2分钟将高锰酸钾分批加入石墨和硫酸的混合物中，将混合物加热到40℃保持1小时，1小时后每隔10分钟手动搅拌1次使混合物均匀分布，共3.5小时，静置一夜；A3.除去上清液后缓慢加入300毫升去离子水和20毫升35％的过氧化氢溶液，溶液由棕褐色变为金黄色；A4.将配置好的氧化石墨烯溶液装入离心管以4000rmp离心约25分钟，使上清液与浓稠试剂完全分离；A5.取出，倒出上清液，水洗至体系呈中性，即得到氧化石墨烯；溶液烘干除去水分，得到氧化石墨烯粉末；所述氧化石墨烯粉末制备氧化石墨烯溶液包括如下步骤：取一定量的氧化石墨烯粉末，加入去离子水，采用超声分散仪间歇分散30分钟，制得15mg/mL氧化石墨烯溶液。6.根据权利要求1所述的基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：所述CNT溶液制备包括如下步骤，取一定量的石墨化羧基化多壁碳纳米管粉末，加入去离子水，2CN113862992A权利要求书2/2页采用超声分散仪间歇分散15分钟，制得5mg/mL的CNT溶液。7.根据权利要求1所述的基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：