[发明专利]电热织物、氧化石墨烯气凝胶及其制备方法与应用

说明书

本申请公开了氧化石墨烯气凝胶及其制备方法、电热织物及应用。该制备方法包括：配制含有改性棉纤维、氧化石墨烯的第一溶液，以及含有纳米电气石的第二溶液；混合第一溶液和所述第二溶液，分散，并向分散的溶液中通入入洁净空气，同时滴入碱液调整pH值至10；转入密封条件下180℃处理10h，得到反应物；将所述反应物经过冷冻干燥，即可得到氧化石墨烯气凝胶。以此构建电热织物，该电热织物具有优异的电热性能，升温快，电热功率低，能耗地，电热作用持久，具有作为可穿戴设备，尤其是床垫面料的广泛应用前景。

技术领域

本申请涉及得电热织物技术领域，尤其涉及电热织物、氧化石墨烯气凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

石墨烯作为一种新型材料，具有高杨氏模量、高断裂应力、高载流子迁移率、高热导率、大比表面积和高透光率等优良特性，在多功能复合材料、柔性可穿戴设备与透明电子器件、新能源电池、海水淡化与生物医疗等领域表现出广阔的应用前景。而以石墨烯制备的气凝胶，尤其其内部具有特殊的连续网络连接孔洞结构，具有优异的隔热性能，同时能一定程度上减轻防护面料系统的重量，且气凝胶材料的透湿性和透气性较传统热防护织物更加优越，从而减少着装者出现热应激的几率。石墨烯气凝胶具有高比表面积、高孔隙率、高电导率以及良好的横向热导率和机械强度等优点。在热暴露条件下，一方面，石墨烯能快速导热减少织物表面的热积蓄，另一方面气凝胶结构可以较好地阻碍外界的热量传递至内部人体皮肤。

发明内容

基于目前国内外研究的不足和当前国内发展的需要，本申请的目的在于挖掘石墨烯气凝胶的功能，拓展其应用面，发挥其在电热织物技术领域的应用价值。

第一方面，本申请实施例公开了用于产生电热功能的氧化石墨烯气凝胶的制备方法，包括以下步骤：

配制含有改性棉纤维、氧化石墨烯的第一溶液，以及含有纳米电气石的第二溶液；

混合所述第一溶液和所述第二溶液，分散，并向分散的溶液中通入入洁净空气，同时滴入碱液调整pH值至10；

转入密封条件下180℃处理10h，得到反应物；

将所述反应物经过冷冻干燥，即可得到所述氧化石墨烯气凝胶。

在本申请实施例中，所述第一溶液中，改性棉纤维的质量浓度为4～10wt％，氧化石墨烯的质量浓度为0.1～0.23wt％。

在本申请实施例中，所述第二溶液中，纳米电气石的质量浓度为0.5～2％。

在本申请实施例中，所述第一溶液和所述第二溶液的混合体积比为(2.5～4):1。

在本申请实施例中，洁净空气的通入流量为0.26～0.64cfm。

在本申请实施例中，所述改性棉纤维的制备过程具体包括：

将脱脂棉分散与丙酮溶液中，经过次氯酸溶液于至65℃条件下酸化处理，再加入甲酰胺于75℃条件下进行改性，即可得到所述改性棉纤维。

在本申请实施例中，所述次氯酸溶液浓度为2.0～3.0M。

第二方面，本申请实施例公开了第一方面所述的制备方法制得的氧化石墨烯气凝胶。

第三方面，本申请实施例公开了一种电热织物，包括依次层叠设置的防火外层、氧化石墨烯气凝胶层及防水内层，所述氧化石墨烯气凝胶层为第二方面所述的氧化石墨烯气凝胶制作而成。

第四方面，本申请实施例公开了所述的氧化石墨烯气凝胶在可穿戴电热织物、电热设备中的应用。

在本申请实施例中，

与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：