[发明专利]一种ANF/CNT/PPy气凝胶纤维传感器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种ANF/CNT/PPy气凝胶纤维传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将羧基化碳纳米管CNT置于二甲基亚砜DMSO中，超声分散，得到CNT/DMSO溶液；

步骤2、将所述CNT/DMSO溶液加入至ANF/DMSO溶液中，搅拌，得到ANF/CNT/DMSO溶液；所述ANF/DMSO溶液采用将清洗后的芳纶纳米纤维ANF、氢氧化钾KOH和二甲基亚砜DMSO混合，密封置于室温下连续搅拌制得；

步骤3、将所述ANF/CNT/DMSO溶液，注射至去离子水中，得到ANF/CNT水凝胶；

步骤4、将所述ANF/CNT水凝胶浸渍至吡咯溶液中预设时间后，浸渍至FeCl₃溶液中，进行聚合反应，得到ANF/CNT/PPy水凝胶；

步骤5、对所述ANF/CNT/PPy水凝胶，进行冷冻处理，得到ANF/CNT/PPy纤维；

步骤5中，对所述ANF/CNT/PPy水凝胶，进行冷冻处理，得到ANF/CNT/PPy纤维的过程，具体如下：

将所述ANF/CNT/PPy水凝胶，置于冰箱、冷井或液氮条件下，进行冷冻处理1-60min；其中，所述冰箱的温度为-15℃，所述冷井的温度为-65℃，所述液氮的温度为-196℃；

步骤6、对所述ANF/CNT/PPy纤维，进行冷冻干燥，得到ANF/CNT/PPy气凝胶纤维材料；

步骤6中，进行冷冻干燥的过程中，冷冻干燥温度为-60℃～-70℃，冷冻干燥时间4-24h；

步骤7、将所述ANF/CNT/PPy气凝胶纤维材料作为传感器的敏感材料，制备得到所述ANF/CNT/PPy气凝胶纤维传感器。

2.根据权利要求1所述的一种ANF/CNT/PPy气凝胶纤维传感器的制备方法，其特征在于，步骤2中，CNT/DMSO溶液与ANF/DMSO溶液的质量比为1：(40-60)；其中，所述CNT/DMSO溶液的质量百分数为0.5％-2％，所述ANF/DMSO溶液的质量百分数为1％-2％。

3.根据权利要求1所述的一种ANF/CNT/PPy气凝胶纤维传感器的制备方法，其特征在于，步骤3中，将所述ANF/CNT/DMSO溶液，注射至去离子水中，得到ANF/CNT水凝胶的过程中，所述注射速度为1-10mm/s。

4.根据权利要求3所述的一种ANF/CNT/PPy气凝胶纤维传感器的制备方法，其特征在于，步骤3中，利用注射器将所述ANF/CNT/DMSO溶液，注射至去离子水中，得到ANF/CNT水凝胶；其中，所述注射器的针头尺寸为0.1-1mm。

5.根据权利要求1所述的一种ANF/CNT/PPy气凝胶纤维传感器的制备方法，其特征在于，步骤4中，吡咯溶液的浓度为10-100mg/mL，所述预设时间为1-10min。

6.根据权利要求1所述的一种ANF/CNT/PPy气凝胶纤维传感器的制备方法，其特征在于，步骤4中，FeCl₃溶液的浓度为0.1-1mol/L，聚合反应时间为3-10min。

7.一种ANF/CNT/PPy气凝胶纤维传感器，其特征在于，所述ANF/CNT/PPy气凝胶纤维传感器根据权利要求1-6任意一项所述的一种ANF/CNT/PPy气凝胶纤维传感器的制备方法制备得到。

8.如权利要求7所述的一种ANF/CNT/PPy气凝胶纤维传感器的应用，其特征在于，将所述ANF/CNT/PPy气凝胶纤维传感器用于信息传感和运动监测。