[发明专利]一种负载锌离子的聚醚醚酮复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种负载锌离子的聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：取一碳纤维增强聚醚醚酮复合材料，并将碳纤维增强聚醚醚酮复合材料进行预处理后，再浸没在浓硝酸中进行表面硝化处理，得到表面带有硝基的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料；其中，预处理的方式为：将碳纤维增强聚醚醚酮复合材料依次用丙酮、乙醇、蒸馏水进行超声清洗后，再进行真空干燥，得到预处理后的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料；

步骤S2：将表面带有硝基的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料与钯碳、水合肼混合，并以无水乙醇作为溶剂进行加热回流，得到表面带有氨基的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料；其中，加热回流是将表面带有硝基的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料与0.2~0.3g钯碳，以及5~15mL的80%~85%水合肼混合，以30~50mL无水乙醇作为溶剂，温度为90~110℃加热回流5~7h，反应全程通氮气保护；

步骤S3：将氧化石墨烯溶于去离子水中，加入氢氧化钠和氯乙酸混合搅拌过夜，然后洗涤干燥，得到边缘多羧基的羧基化氧化石墨烯；

步骤S4：将表面带有氨基的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料浸入到活化的羧基化氧化石墨烯溶液中，然后取出洗涤，干燥，得到表面接枝羧基化氧化石墨烯的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料；其中，活化羧基化氧化石墨烯溶液的方式是：向浓度0.5mg/mL且pH值为5的羧基化氧化石墨烯水溶液中加入4mM的1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和10mM的N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌活化30min后，再将表面带有氨基的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料浸入该溶液中1h

步骤S5：将表面接枝羧基化氧化石墨烯的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料浸入到六水合硝酸锌溶液中，然后取出洗涤，干燥，得到表面负载锌离子的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料；

步骤S6：将表面负载锌离子的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料浸入壳聚糖溶液中，然后取出洗涤，干燥，得到所述负载锌离子的聚醚醚酮复合材料。

2.根据权利要求1所述的负载锌离子的聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1的具体操作方式包括：

将预处理后的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料浸没在浓硝酸中进行搅拌后，在蒸馏水中进行超声清洗以去除残留的硝酸后，再进行真空干燥，得到表面带有硝基的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料。

3.根据权利要求2所述的负载锌离子的聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中浓硝酸的质量浓度为60%~75%且碳纤维增强聚醚醚酮复合材料浸没在浓硝酸中搅拌的时间为12h~36h。

4.根据权利要求1所述的负载锌离子的聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2的具体操作方法包括：

反应结束后将接枝氨基的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料在乙醇、蒸馏水中分别进行超声清洗，以去除未反应的物质，然后40℃烘干，得到表面带有氨基的碳纤维增强聚醚醚酮复合材料。

5.根据权利要求1所述的负载锌离子的聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中氧化石墨烯加入量为0.25g，氢氧化钠加入量为10~20g，氯乙酸加入量为8~12g，搅拌时间为24h。

6.根据权利要求1所述的负载锌离子的聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4的具体操作方法包括：

接着将复合材料在蒸馏水中浸泡以去除未反应的物质，然后40℃烘干，得到所述表面接枝羧基化氧化石墨烯的聚醚醚酮复合材料。

7.根据权利要求1所述的负载锌离子的聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中所浸泡的六水合硝酸锌溶液浓度为3×10^-2mg/mL，浸泡时间为1h；所述步骤S6中所浸泡的壳聚糖溶液浓度为0.5~1.5%，浸泡时间为3~5h。

8.根据权利要求1-7任一所述的负载锌离子的聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中所浸泡的六水合硝酸锌溶液可替换为五水硫酸铜溶液和六水合硝酸镁溶液中的其中一种。