[发明专利]一种抗紫外/抗电磁辐射双功能纳米新材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于抗紫外/电磁波吸收材料制备领域，具体涉及一种氧化铈/氧化铁/碳纳米管抗紫外/电磁波屏蔽剂的制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着环境污染导致大气中的CO₂含量增加，臭氧层不断遭到破坏，到达地面的紫外线辐射量日益增加，皮肤的晒黑、晒伤、及其皮肤癌的发病率增高，人们越来越强烈的意识到紫外线对人体的伤害，因此，为了保护人体避免过量紫外线辐射，人们必需大力研究紫外辐射防护问题，除使用防晒霜外，还必须利用合适的纺织品。

另外，随着现代科学技术的发展，人们在享受各种电子、电器设备带来的便利生活的同时，也饱受电器设备产生的电磁辐射干扰问题的困扰，不仅影响通讯、生活，甚至直接威胁到人类的生存、健康。

目前，抗紫外线的途径主要有两种：一种是增加纺织品对紫外线的反射率，将紫外线屏蔽剂与纺织品复合。另一种是增加纺织品对紫外线的吸收率，紫外线吸收剂与纺织品复合。而在电磁屏蔽的纺织品领域中，大多以不锈钢纤维或碳、石墨纤维等具有较高电导率的材料与纺织纤维混纺或交织制成，或使用金属化纤维，在纤维或织物上进行金属电镀或化学镀，提高电导率。然而同时满足抗紫外/抗电磁辐射双功能的织物却很少，针对我国抗紫外、电磁波屏蔽和吸波功能纺织品开发生产过程中急需解决的技术瓶颈，设计和组装具有强抗紫外、宽频吸波功能的金属化合物复合材料，并通过纺丝成形和涂层整理等加工手段开发出多种强抗紫外和吸波功能织物已刻不容缓。

现有技术中缺少同时满足抗紫外/抗电磁辐射双功能的材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中缺少同时满足抗紫外/抗电磁辐射双功能的材料不足，提供一种抗紫外/抗电磁辐射双功能纳米新材料的制备方法。

为解决上述技术问题本发明采用的技术方案是：一种抗紫外/抗电磁辐射双功能纳米新材料，该材料为CNT/CeO₂/Fe₂O₃复合材料。

制备上述的抗紫外/抗电磁辐射双功能纳米新材料的方法，步骤如下：

（1）将可溶性铈盐、亚铁盐分别溶于去离子水中，形成铈盐溶液和亚铁盐溶液；

（2）将铈盐溶液与酸化的碳纳米管混合，室温下超声1h，混合均匀；在搅拌下加碱液调节pH至10，室温下继续搅拌24h，陈化10h；反应结束后，离心分离，并用蒸馏水洗涤至中性，所得固体在80℃下烘24h，然后在450℃下煅烧15min，制得复合物CNT/CeO₂；

（3）将上述制得的CNT/CeO₂与FeSO₄溶液混合，室温下超声1h，混合均匀；在搅拌下加碱液调节pH至10，室温下继续搅拌24h，陈化10h；反应结束后，离心分离，并用蒸馏水洗涤至中性，所得固体在80℃下烘24h，然后在450℃下煅烧15min，即制得抗紫外/抗电磁辐射双功能纳米新材料CNT/CeO₂/Fe₂O₃。

上述步骤中碳纳米管、硝酸铈、硫酸亚铁的用量质量比为1：1~5:1~5。

步骤（1）中所述的铈盐溶液和亚铁盐溶液浓度分别为0.01-0.1mol/L和0.02-2mol/L；步骤（1）所述的可溶性铈盐为Ce(NO₃)₃、CeCl₂；步骤（1）所述的可溶性亚铁盐为FeSO₄﹒7H₂O、FeCl₂或Fe(NO₃)₂。

步骤（2）、步骤（3）中所述的碱液为0.01~0.1mol/L的NaOH溶液或氨水溶液。

上述三者复合过程发生的反应为：

Ce(NO₃)₃+NaOH+CNTs—→NaCl+Ce(OH)₃/CNTs；

Ce(OH)₃/CNTs—→Ce₂O₃/CNTs+H₂O；

Ce₂O₃/CNTs+O₂—→CeO₂/CNTs；