[发明专利]一种细菌纤维素增强的氧化石墨烯纸的制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种细菌纤维素增强的氧化石墨烯纸的制备方法与应用，取氧化石墨烯水溶胶、二水合氯化铜和细菌纤维素加入甲醇中，通过超声分散使氧化石墨烯和细菌纤维素均匀分散在甲醇中，得抽滤液备用；将抽滤液倒入抽滤装置中进行抽滤，抽滤结束后，取下附着有细菌纤维素增强氧化石墨烯纸的抽滤膜；将附着有细菌纤维素增强氧化石墨烯纸的抽滤膜在空气中干燥后，将抽滤膜边缘稍作弯曲，即可使所得到的细菌纤维素增强氧化石墨烯纸逐渐从边缘自然脱落。本发明细菌纤维素的加入不仅可以提高氧化石墨烯纸的抽滤效率，有利于大规模生产；还能明显增强氧化石墨烯纸的机械强度；此制备过程简易方便，适合大范围工业生产推广。

技术领域

本发明属于非金属材料领域，具体涉及一种细菌纤维素增强的氧化石墨烯纸的制备方法与应用。

背景技术

氧化石墨烯表面官能团丰富、比表面积大，被被广泛应用于催化、传感器、电磁波吸收、吸附净水等领域。氧化石墨烯基薄膜/纸还同时兼具柔性、可折叠等应用潜力，吸引了大量研究者的注意，氧化石墨烯基纸的制备已经成为了一个重要课题。Jiang Y等用环氧树脂与氧化石墨烯复合，以提高其机械性能，但流程复杂，时间长（Jiang, Y，et al. J InorgOrganomet Polym，2017，27，154–158）。 Li等用聚乙烯醇增强了氧化石墨烯纸，并研究了不同超声时间对其机械性能的影响，但是干燥时间需要36小时（Li Y Q，et al. Carbon，2011，55，321-327）。这些方法大多需要加热，而且整体工艺流程长，耗时久。真空抽滤法制备氧化石墨烯纸是一种简单高效的制备方法，但氧化石墨烯纸的机械性能不是很高，需要对其机械性能进行改性，实现快速高效，同时能适用于工厂大规模生产的增强机械性能的氧化石墨烯的制备方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种细菌纤维素增强的氧化石墨烯纸的制备方法与应用，该方法简单，细菌纤维素减少制备氧化石墨烯纸的时间，从而提高了制备效率，也有利于大规模生产，且所得氧化石墨烯纸的机械性能优良。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种细菌纤维素增强的氧化石墨烯纸的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，抽滤液的制备

取氧化石墨烯水溶胶、二水合氯化铜和细菌纤维素加入甲醇中，通过超声分散使氧化石墨烯和细菌纤维素均匀分散在甲醇中，得抽滤液备用；

步骤2，真空抽滤

将抽滤液倒入抽滤装置中进行抽滤，抽滤结束后，取下附着有细菌纤维素增强氧化石墨烯纸的抽滤膜；

步骤3，干燥

将步骤2中附着有细菌纤维素增强氧化石墨烯纸的抽滤膜在空气中干燥后，将抽滤膜边缘稍作弯曲，即可使所得到的细菌纤维素增强氧化石墨烯纸逐渐从边缘自然脱落。

作为改进的是，步骤1中氧化石墨烯水溶胶的浓度为10mg/mL，与甲醇溶液的体积比为1:10-40；氧化石墨烯水溶胶中含有的氧化石墨烯与二水合氯化铜的质量比为1:1；氧化石墨烯与细菌纤维素的质量比为2:1-3。

作为改进的是，步骤1中超声分散的时间为20-60min。

作为改进的是，步骤2中抽滤装置采用孔径为220nm的聚偏氟乙烯膜作为抽滤膜。

作为改进的是，所述步骤3中干燥时间为2-5min。

上述细菌纤维素增强的氧化石墨烯纸在制备柔性薄膜上的应用。

原理：细菌纤维素与氧化石墨烯通过分子键合以及氢键作用，增强了薄膜的力学性能；同时，细菌纤维素的加入，对于氧化石墨烯纸的柔性特征也有明显提升；最终实现了强度较好的柔性氧化石墨烯纸的制备，其在柔性薄膜的应用方面展现出较好的潜力。

有益效果：

与现有技术相比，本发明一种细菌纤维素增强的氧化石墨烯纸的制备方法，具有如下优势：