[发明专利]一种花生壳石墨烯-CuNi-PVB复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于石墨烯复合材料的技术领域，其目的在于提供一种花生壳石墨烯‑CuNi‑PVB复合材料及其制备方法和应用，利用废弃物花生壳制备的石墨烯‑CuNi‑PVB复合材料，可应用于制备导热材料（包括导热膜）和防腐涂料，还能够用于国防事业，拓宽了石墨烯复合材料的应用领域，导热材料可用于电子器件导热，解决了现有技术中存在的石墨烯复合材料含有对环境有害的重金属元素，且不具备宽光谱吸收、低发射的功能、限制其应用等问题；本发明的花生壳石墨烯‑Cu‑PVB复合材料的制备工艺简单，价格低廉，安全环保，适于连续化工业生产，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明属于石墨烯复合材料的技术领域，特别地涉及一种花生壳石墨烯-CuNi-PVB复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

在我国，花生是三大油料作物之一，除西藏、青海、宁夏三省外，各地均有种植，主要的产地有山东、辽宁、河北等地。而花生壳是对花生进行加工的过程中产生的主要副产物，占花生果总质量的30%，且其中的主要成分为粗纤维，占65.7~79.3%。我国每年花生壳均产量约为500万吨，其中的大部分都被作为废弃物，进行焚烧肥化的处理，这不仅造成了对可利用资源的极大浪费，而且产生的其他排放物还对环境造成了额外的污染。花生壳在化工复合材料制备及污水处理、食品工业原料提取的综合开发利用等方面得以应用，但对花生壳炭的研究还仍待深入，利用花生壳炭材料直接作为替代的生物质燃料且附加价值不高。

市场上使用的石墨烯导热膜和防腐涂料，尤其是有机高分子材料作为导热膜都不具备宽光谱吸收-低发射功能，因此，目前市场上还没有导热膜和防腐涂料具备宽光谱吸收-低发射功能的产品。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种花生壳石墨烯-CuNi-PVB复合材料及其制备方法和应用，利用废弃物花生壳制备的石墨烯-CuNi-PVB复合材料，生产工艺过程成本低、安全环保，容易操作，所得花生壳石墨烯-CuNi-PVB复合材料用于导热膜和防腐涂料，不仅具有导热和导电作用，而且还具有宽光谱吸收-低发射功能。

本发明的技术内容如下：

本发明提供了一种花生壳石墨烯-CuNi-PVB复合材料，其为采用原料包括花生壳以及CuNi双金属物质制得的花生壳石墨烯- CuNi-PVB复合材料，该复合材料具有宽光谱吸收、低发射的功能。

本发明还提供了一种花生壳石墨烯-CuNi-PVB复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）制备花生壳石墨烯：取花生壳干粉在氮气条件下升温至550~900℃并保温，冷却之后得到花生壳碳物质，将花生壳碳物质与乙酸钾混匀，在氮气条件下升温至900~1100℃并保温，冷却之后得到花生壳石墨烯；

2）制备花生壳石墨烯-CuNi复合物：取CuNi双金属物质分散到含有去离子水和乙醇的混合溶液中，花生壳石墨烯加入到混合溶液中，进行超声反应，之后升温进行加热反应并保温，冷却之后将得到的产物进行离心、洗涤、干燥即得到花生壳石墨烯-CuNi复合物；

3）制备花生壳石墨烯-CuNi-PVB复合材料：取花生壳石墨烯-CuNi复合物与PVB乙醇浆料混合。

其中，步骤2）所述的CuNi双金属物质的制备如下：取CuCl₂·2H₂O和NiCl₂·6H₂O分散到NaOH溶液中，搅拌40~80分钟，加入乙二胺搅拌5~10分钟，再加入次磷酸氢钠溶液，搅拌30~60分钟，所得溶液升温至120~140℃并保温15~30小时，再将所得产物进行离心、干燥即得到CuNi双金属物质，其中，所述CuCl₂·2H₂O和NiCl₂·6H₂O的使用摩尔比为1:1~2.5。

步骤1）所述的保温的时间为1~5小时；