CN105735047B - 一种导电且超疏水石墨烯功能纸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种导电且超疏水石墨烯功能纸的制备方法，该方法具体步骤为：配制氧化石墨烯分散液，接着加入水合肼，然后将柔性纸浸入其中，并升温至85‑95℃且维持0.5h‑24h。之后取出已修饰的纸干燥；接着将该纸浸入聚二甲基硅氧烷的庚烷溶液中，取出干燥最后在高温下进行固化即可。该纸不仅导电而且还疏水，因此可以用于水面微量油的吸附。

Description

一种导电且超疏水石墨烯功能纸的制备方法
技术领域
本发明属于新材料和环保领域，具体涉及一种导电且超疏水石墨烯功能纸的制备方法。
背景技术
随着工业的发展，各种油类在运输搬运过程中经常会发生泄漏事故，不仅造成相当大的经济损失，更是对生态环境造成无法估量的破坏。而人类日常生活中也经常需要去除不必要的油污，如鱼缸中往往由于鱼类和藻类物质的代谢产生油膜，不仅污染水质，更是隔绝了水与空气接触，使得水中溶解氧含量大大下降，从而造成鱼类死亡。现有的吸油毡和吸油棉由于其吸附效果不是很好，人们还是在不断研究制作出更加理想的吸油产品。其中效果比较显著的包括有各种过滤膜及石墨烯海绵(Adv.Mater.,2011,23,4270–4273；Adv.Mater.,2012,24,5124–5129；Adv.Funct.Mater.,2012,22,4421-4425)。然而它们虽然在油量较多时可以快速分离或吸附水油混合物，但是对于水中微量油依旧没有办法处理。
发明内容
为了达到更好的油水分离效果，解决日常实际生活中更为常见的微量油处理问题，本发明提供提出了一种导电且超疏水石墨烯功能纸的制备方法，利用纸做载体的微量油吸附纸，通过仿生的荷叶效应，使得亲水的纸变为疏水，再利用其天然的强毛细力，可以较为完全的吸附水面上甚至水面下的微量油体。充分利用了石墨烯的导电性和疏水性，将其牢固的负载于普通面巾纸上，从而得到了更加实用化的产品。本发明的功能纸，不仅可以用来吸附水面的微量油类污染物，而且还可以作为柔性导电材料。制作成本较低，方法简单便利。
本发明的技术方案是：一种导电且超疏水石墨烯功能纸的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、配制氧化石墨烯分散液，并在所述氧化石墨烯分散液中加入水合肼；
步骤二、将柔性纸浸入步骤一的混合液中；
步骤三、将步骤二所得混合液升温至85-95℃且维持0.5h-24h；
步骤四、取出步骤三中已修饰的柔性纸干燥；
步骤五、将步骤四中干燥后的柔性纸浸入聚二甲基硅氧烷的庚烷溶液中，维持3min；
步骤六、将步骤五中的柔性纸取出干燥；
步骤七、将步骤六中干燥后的柔性纸高温固化，即得到导电且超疏水石墨烯功能纸。
进一步的，步骤一中所述氧化石墨烯的浓度为0.5mg/ml-10mg/ml。
进一步的，步骤一中所述氧化石墨烯与水合肼中肼的质量比为：7：1-7：5。
进一步的，步骤二中所述所述的柔性纸是指符合产品标准GB/T20808-2006的盒装面纸、手帕纸、餐巾纸或抽取式塑料包装面纸。
进一步的，步骤五中所述聚二甲基硅氧烷的庚烷溶液具体指的是：二甲基硅氧烷单体道康宁184和相应的固化剂。
进一步的，步骤五中所述聚二甲基硅氧烷的庚烷溶液的浓度为0.5mg/ml-50mg/ml。
进一步的，所述二甲基硅氧烷单体道康宁184与相应的固化剂的质量比为：10：1-10：5。
进一步的，步骤七中所述高温固化的温度为60-200℃。
本发明与现有技术相比，具有以下特点：
对于微量油的吸附，现有的吸油产品中，如吸油棉和吸油毡大都由聚丙烯构成，吸附效率比较低；而新兴的吸油产品如石墨烯海绵吸附效率很高，但机械性能不够理想，易剥落、断裂。且它们对于微量油的吸附能力都比较差，处理后的水面存在乳状的油滴。本发明提出的吸油纸，由于以普通卫生纸为载体，能够依靠其天然的强毛细作用吸附水面的微量油滴，且制作成本较低，方法简单便利。在去除鱼缸水面油膜这一具体运用上，传统的除油方法要利用的水泵，不断将鱼缸水抽入将油膜打散，或者加入石英石吸附，设备较为笨重且效果有限。利用本发明所述吸油纸，不但材料轻便操作简单，并且能达到很好的吸附效果。
对于作为导电材料，该功能纸不仅导电优异，而且可以任意折叠，非常适合现在及未来流行的可穿戴设备，而且本发明的方法，可以非常容易控制石墨烯的量，从而实现不同电阻率的控制。另外，价格低廉，工艺简单。
具体实施方式
本发明提供的一种导电且超疏水石墨烯功能纸的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、配制氧化石墨烯分散液，并在所述氧化石墨烯分散液中加入水合肼；
步骤二、将柔性纸浸入步骤一的混合液中；
步骤三、将步骤二所得混合液升温至85-95℃且维持0.5h-24h；
步骤四、取出步骤三中已修饰的柔性纸干燥；
步骤五、将步骤四中干燥后的柔性纸浸入聚二甲基硅氧烷的庚烷溶液中，维持3min；
步骤六、将步骤五中的柔性纸取出干燥；
步骤七、将步骤六中干燥后的柔性纸高温固化，即得到导电且超疏水石墨烯功能纸。
其中：步骤一中所述氧化石墨烯的浓度为0.5mg/ml-10mg/ml。步骤一中所述氧化石墨烯与水合肼中肼的质量比为：7：1-7：5。步骤二中所述所述的柔性纸是指符合产品标准GB/T20808-2006的盒装面纸、手帕纸、餐巾纸或抽取式塑料包装面纸。步骤五中所述聚二甲基硅氧烷的庚烷溶液具体指的是：二甲基硅氧烷单体道康宁184和相应的固化剂。步骤五中所述聚二甲基硅氧烷的庚烷溶液的浓度为0.5mg/ml-50mg/ml。所述二甲基硅氧烷单体道康宁184与相应的固化剂的质量比为：10：1-10：5。步骤七中所述高温固化的温度为60-200℃。
以下通过具体实施例对本发明做进一步描述说明，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1：
第一步，配制0.5mg/ml的氧化石墨烯溶液100ml，并加入肼含量为7mg的水合肼，搅拌均匀；
第二步，将50g盒装面纸浸入其中，并升温至85℃，且维持24h；
第三步，取出面纸干燥，并浸入50ml 0.5mg/ml的聚二甲基硅氧烷的庚烷溶液中，二甲基硅氧烷单体道康宁184与相应的固化剂的比为：10：1；
第四步，取出第三步中的面巾纸，室温晾干并在60℃温度下，固化1h。
实施例2
制备方法基本同实施例1，不同之处在于：氧化石墨烯的浓度为5mg/ml，肼的含量为：214mg，升温至95℃并维持1h，用的是手帕纸。
实施例3
制备方法基本同实施例1，不同之处在于：聚二甲基硅氧烷的庚烷溶液浓度为25mg/ml，二甲基硅氧烷单体道康宁184与相应的固化剂质量比为：10：3。高温固化温度为130℃，固化半个小时。
实施例4
制备方法基本同实施例2，不同之处在于：用的是餐巾纸，聚二甲基硅氧烷的庚烷溶液浓度为50mg/ml，二甲基硅氧烷单体道康宁184与相应的固化剂比为：10：5。高温固化温度为200℃，固化15min。
实施例5
制备方法基本同实施例4，不同之处在于：氧化石墨烯的浓度为10mg/ml，肼含量为：714mg，升温至90℃并维持12h，用的是抽取式塑料包装面纸。
本发明中，对于微量油的吸附，现有的吸油产品中，如吸油棉和吸油毡大都由聚丙烯构成，吸附效率比较低；而新兴的吸油产品如石墨烯海绵吸附效率很高，但机械性能不够理想，易剥落、断裂。且它们对于微量油的吸附能力都比较差，处理后的水面存在乳状的油滴。本发明提出的吸油纸，由于以普通卫生纸为载体，能够依靠其天然的强毛细作用吸附水面的微量油滴，且制作成本较低，方法简单便利。在去除鱼缸水面油膜这一具体运用上，传统的除油方法要利用的水泵，不断将鱼缸水抽入将油膜打散，或者加入石英石吸附，设备较为笨重且效果有限。利用本发明所述吸油纸，不但材料轻便操作简单，并且能达到很好的吸附效果。
对于作为导电材料，该功能纸不仅导电优异，而且可以任意折叠，非常适合现在及未来流行的可穿戴设备，而且本发明的方法，可以非常容易控制石墨烯的量，从而实现不同电阻率的控制。另外，价格低廉，工艺简单。

Claims (6)

1.一种导电且超疏水石墨烯功能纸的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一、配制氧化石墨烯分散液，并在所述氧化石墨烯分散液中加入水合肼；
步骤二、将柔性纸浸入步骤一的混合液中；
步骤三、将步骤二所得混合液升温至85-95℃且维持0.5h-24h；
步骤四、取出步骤三中已修饰的柔性纸干燥；
步骤五、将步骤四中干燥后的柔性纸浸入聚二甲基硅氧烷的庚烷溶液中，维持3min；
所述聚二甲基硅氧烷的庚烷溶液具体指的是：二甲基硅氧烷单体道康宁184和相应的固化剂；二甲基硅氧烷单体道康宁184与相应的固化剂的质量比为：10：1-10：5；
步骤六、将步骤五中的柔性纸取出干燥；
步骤七、将步骤六中干燥后的柔性纸高温固化，即得到导电且超疏水石墨烯功能纸。
2.根据权利要求1所述的一种导电且超疏水石墨烯功能纸的制备方法，其特征在于，步骤一中所述氧化石墨烯的浓度为0.5mg/ml-10mg/ml。
3.根据权利要求1或2所述的一种导电且超疏水石墨烯功能纸的制备方法，其特征在于，步骤一中所述氧化石墨烯与水合肼中肼的质量比为：7：1-7：5。
4.根据权利要求1所述的一种导电且超疏水石墨烯功能纸的制备方法，其特征在于：步骤二中所述所述的柔性纸是指符合产品标准GB/T20808-2006的盒装面纸、手帕纸、餐巾纸或抽取式塑料包装面纸。
5.根据权利要求1所述的一种导电且超疏水石墨烯功能纸的制备方法，其特征在于，步骤五中所述聚二甲基硅氧烷的庚烷溶液的浓度为0.5mg/ml-50mg/ml。
6.根据权利要求1所述的一种导电且超疏水石墨烯功能纸的制备方法，其特征在于，步骤七中所述高温固化的温度为60-200℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107213880A (zh) * 2017-06-06 2017-09-29 滁州市宏源喷涂有限公司 一种多孔聚氯乙烯石墨烯复合材料的制备方法
CN107476129A (zh) * 2017-08-14 2017-12-15 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种基于羟基磷灰石超长纳米线的耐高温耐火柔性导电纸及其应用
CN108166294A (zh) * 2017-12-23 2018-06-15 林荣铨 一种含石墨烯的纸制品及其制备方法
CN109512467B (zh) * 2018-10-12 2024-07-19 华中科技大学同济医学院附属协和医院 泪液脂质检测疏水纳米二氧化硅试纸及其制备方法
CN115595822A (zh) * 2022-08-26 2023-01-13 南昌航空大学（Cn） 一种具有超疏水性能的导电滤纸的制备方法
CN115710838A (zh) * 2022-09-28 2023-02-24 南昌航空大学 一种导电超疏水纤维素纸及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102746528B (zh) * 2012-07-31 2013-10-02 重庆工商大学 聚二甲基硅氧烷多孔小球的制备方法
CN102815043B (zh) * 2012-08-02 2015-06-17 中国科学技术大学 一种石墨烯和聚苯胺复合纸的制备方法及其产品

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