[发明专利]中空管状导电聚合物复合纤维气凝胶材料的制备及应用

权利要求书

1.一种中空管状导电聚合物复合纤维气凝胶的制备方法，其特征在于采用具有中空管状结构的天然木棉纤维为模板，对其进行溶剂或化学方法预处理去除木棉纤维表面的脂质，获得亲水性良好的木棉纤维；加入导电聚合物单体和氧化剂，在木棉纤维内外管壁上进行原位氧化聚合生成聚吡咯或聚苯胺或聚噻吩导电聚合物涂层；然后将导电聚合物涂层改性后的木棉纤维进行组装，再通过冷冻干燥法得到中空管状导电聚合物复合气凝胶；采用熔融浸渍和溶液法将有机相变材料装载在该复合气凝胶中获得复合相变材料，具体包括以下步骤：

步骤1：将木棉纤维浸泡在浓度为0.1-10wt%的氢氧化钠溶液中，在20-120℃处理10-240min去除纤维表面脂质，然后分别用乙醇和水冲洗，干燥得到亲水木棉纤维；

步骤2：取亲水木棉纤维加入到水中均匀分散，然后向该溶液中加入导电聚合物单体和氧化剂，在-10~120℃条件下充分混合反应0.5-24h使导电聚合物单体在木棉纤维内外管壁上氧化聚合，反应结束后过滤获得导电聚合物涂层改性木棉纤维；

步骤3：为了获得不同密度的中空管状导电聚合物复合纤维气凝胶，将上述步骤得到的导电聚合物涂层改性的木棉纤维与水按照质量比为1:5-100充分混合，纤维之间形成物理交联，然后再使用液氮对混合溶液进行快速冷冻，将冷冻后的样品进行冷冻干燥，得到低密度、高孔隙率的中空管状导电聚合物复合纤维气凝胶；

步骤4：将步骤3得到的中空管状导电聚合物复合纤维气凝胶与有机相变材料在60-200℃真空条件下高效复合，获得导热性能增强的定形复合相变材料。

2.如权利要求1所述中空管状导电聚合物复合纤维气凝胶的制备方法，其特征在于所述的导电聚合物单体包括：吡咯或苯胺或噻吩。

3.如权利要求1所述中空管状导电聚合物复合纤维气凝胶的制备方法，其特征在于所述的氧化剂包括：氯化铁、硫酸铁、硝酸铁、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。

4.如权利要求1所述中空管状导电聚合物复合纤维气凝胶的制备方法，其特征在于所述的有机相变材料包括：石蜡、十八酸、十四酸、十八醇、十八烷、十四烷中的一种。