[发明专利]多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基发热膜

说明书

本发明提供了一种多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基发热膜，包括第一透明绝缘层、多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基导电薄膜、第二透明绝缘层以及电极，所述第一透明绝缘层覆盖多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基导电薄膜的一面，所述第二透明绝缘层覆盖多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基导电薄膜的另一面，所述电极的一端与多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基导电薄膜电连接，所述电极的另一端延伸出第一透明绝缘层外或者第二透明绝缘层外。本发明多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基发热膜具有优越的电子传导性能、良好的柔性和抗拉伸性能、优异的热传导性能、红外线发射性能、抗菌性能和结构稳定性。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基发热膜。

背景技术

随着人们对美好和健康生活的向往，改进传统的供暖系统，寻找更加经济、清洁的替代能源，发展新型的绿色低碳供暖系统刻不容缓。基于石墨烯红外发射性能的电加热取暖技术即石墨烯基红外发热油墨及其红外发热体技术为解决上述问题提供了行之有效的解决方案。与传统的燃煤、蒸汽、热风和电阻等取暖方法相比，石墨烯加热具有加热速度快、电-热转化率高、自动控温、分区控制便捷、加热稳定、加热过程无异响、运行费用低、加热相对均匀、占地面积小、投资与生产费用低、使用寿命长和工作效率高等诸多优点，更有利于推广应用。用它代替传统加热，其节电效果尤其显著，一般可节电30％左右，个别场合甚至可达60％～70％。

石墨烯是一种由碳原子通过sp²杂化轨道形成六角形呈蜂巢晶格结构且只有一层碳原子厚度的二维纳米材料。石墨烯的独特结构赋予其众多优异特性，如高理论比表面积(2630m²/g)、超高电子迁移率(～200000cm²/v.s)、高热导率(5300W/m.K)、高杨氏模量(1.0TPa)和高透光率(～97.7％)等。凭其结构和性能优势，石墨烯在能源存储与转换器件、纳米电子器件、多功能传感器、柔性可穿戴电子、电磁屏蔽、防腐等领域均有巨大应用前景。鉴于石墨烯的柔性和导电特性，将石墨烯浆体加入到油墨中制备出一种导电油墨，进一步通过油墨喷涂、干燥制备成石墨烯发热层，制成石墨烯发热体，具有生产过程快速、用料省、成本低等特点。

现有技术中，一般通过将石墨烯制成石墨烯浆料、油墨或涂料，再通过印刷方式制备成石墨烯发热涂层等。但这些方式制备石墨烯发热涂层存在厚度可控性差、产热不均匀、方阻大、导热性能一般、红外线发射率受限等缺陷，而且现有的石墨烯发热涂层还存在柔性较差、导电体浓度低、长期使用容易脆裂等问题，导致现有的石墨烯发热涂层使用寿命短、不适宜长期使用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基发热膜，以解决现有发热膜存在的厚度可控性差、产热不均匀、方阻大、导热性能一般、红外线发射率受限、石墨烯发热涂层柔性差、长期使用易脆裂等问题。

本发明提供了一种多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基发热膜，包括第一透明绝缘层、多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基导电薄膜、第二透明绝缘层以及电极，所述第一透明绝缘层覆盖多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基导电薄膜的一面，所述第二透明绝缘层覆盖多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基导电薄膜的另一面，所述电极的一端与多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基导电薄膜电连接，所述电极的另一端延伸出第一透明绝缘层外或者第二透明绝缘层外；

所述多孔碳化钛MXene/还原氧化石墨烯基导电薄膜的制备方法包括以下步骤：

制备工作电极：提供石墨粉及钛碳化铝粉，将所述石墨粉及钛碳化铝粉研磨至200目以上细度，所述石墨粉与钛碳化铝粉的质量比为1～10:1，将石墨粉与钛碳化铝粉混合后压制成工作电极；