CN109152113A - 基于石墨烯的电热膜及其制备方法、电暖片和电暖设备 - Google Patents
基于石墨烯的电热膜及其制备方法、电暖片和电暖设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109152113A CN109152113A CN201811102141.9A CN201811102141A CN109152113A CN 109152113 A CN109152113 A CN 109152113A CN 201811102141 A CN201811102141 A CN 201811102141A CN 109152113 A CN109152113 A CN 109152113A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- radiant heating
- heating film
- black phosphorus
- electric radiant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 135
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 130
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 103
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 59
- 210000002469 basement membrane Anatomy 0.000 claims abstract description 36
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 claims description 9
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 5
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000035876 healing Effects 0.000 abstract description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 10
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 8
- SLGBZMMZGDRARJ-UHFFFAOYSA-N triphenylene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C3C2=C1 SLGBZMMZGDRARJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 5
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 5
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 5
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 5
- DXBHBZVCASKNBY-UHFFFAOYSA-N 1,2-Benz(a)anthracene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC4=CC=CC=C4C=C3C=CC2=C1 DXBHBZVCASKNBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N Benz[a]pyrene Chemical compound C1=C2C3=CC=CC=C3C=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RAASUWZPTOJQAY-UHFFFAOYSA-N Dibenz[a,c]anthracene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC4=CC=CC=C4C=C3C3=CC=CC=C3C2=C1 RAASUWZPTOJQAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000002305 electric material Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
- H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及基于石墨烯的电热膜及其制备方法、电暖片和电暖设备，电热膜的制备方法包括以下步骤：将石墨烯粉末超声分散于第一有机溶剂中，得到石墨烯胶状悬浮液；将黑磷纳米片超声分散于第二有机溶剂中，得到黑磷纳米片悬浮液；将所述黑磷纳米片悬浮液滴加到所述石墨烯胶状悬浮液中，超声处理，得到复合悬浮液；采用旋涂的工艺将所述复合悬浮液涂覆在基膜上，干燥，得到电热膜。本发明是采用黑磷作为修复片，通过π‑π堆叠来修复石墨烯中的结构缺陷，黑磷能够吸附到石墨烯的表面，通过分子相互作用修复石墨烯的缺陷，能够使得石墨烯，尤其是大尺寸的石墨烯的结构缺陷愈合。
Description
技术领域
本发明涉及电热材料技术领域，具体而言，涉及基于石墨烯的电热膜的制备方法、电暖片和电暖设备。
背景技术
石墨烯作为纳米碳材料中的一员，是世界上首次被成功制备的二维纳米材料，石墨烯的发现打破了室温下二维材料无法稳定存在的预言，受此启发，又有黑磷等二维材料被相继制备得到，由此引发了二维材料的制备及性质研究热潮。
石墨烯作为新材料之王，将其用于电热领域，具有超薄便携耐压力、强韧性、导电导热快等特性，可以很好地解决发热慢、耗电量大等问题，是取代传统保暖采暖的完美新材料。
传统的金属丝及碳纤维均为线状发热，存在发热不均及易折断等缺点。石墨烯电热膜是通过液相自组装或者与其他碳材料复合后压制而成的，它以石墨烯为导电介质，通电后激发自身产生远红外线，将热量辐射至空间，然后由周围物体散发辐射热，达到自然均匀地提高室内温度以及人体局部温度的效果，即可以缓解人体局部疼痛酸困，又可以给房间供暖，而且石墨烯电热膜通电后发热为面状发热，热量分布均匀，散发热量速度快，可很快提高周围温度。
但是因为石墨烯的生长和加工过程中，石墨烯的结构难以避免会有一定缺陷，而石墨烯的结构缺陷会影响石墨烯的热传导性能。这一问题，导致实际使用的石墨烯电热膜的热传导性仍然存在问题。如果开发一种能够解决石墨烯结构缺陷的基于石墨烯的新型电热膜对于石墨烯电热膜的推广应用具有重要意义。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种热传导性能较好的基于石墨烯的电热膜。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种基于石墨烯的电热膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将石墨烯粉末超声分散于第一有机溶剂中，得到石墨烯胶状悬浮液；
S2：将黑磷纳米片超声分散于第二有机溶剂中，得到黑磷纳米片悬浮液；
S3：将所述黑磷纳米片悬浮液加入所述石墨烯胶状悬浮液中，超声处理，得到复合悬浮液；
S4：采用旋涂的工艺将所述复合悬浮液涂覆在基膜上，干燥，得到电热膜。
在一些优选的实施方式中，所述S2与S3之间还包括：将稠环芳烃分散溶解于第三有机溶剂中，得到稠环芳烃溶液，再将稠环芳烃溶液加到所述石墨烯胶状悬浮液中的步骤。
在一些进一步优选的实施方式中，所述稠环芳烃溶液的浓度为0.01-0.05mg/mL。
在一些优选的实施方式中，所述石墨烯胶状悬浮液的浓度为1.5-2.5mg/mL。
在一些优选的实施方式中，所述黑磷纳米片悬浮液的浓度为0.05-0.15mg/mL。
在一些优选的实施方式中，所述石墨烯胶状悬浮液与所述黑磷纳米片悬浮液的体积比为3-10：1。
在一些优选的实施方式中，所述S3中超声处理的时间≥20h。
在一些优选的实施方式中，所述基膜为聚吡咯膜或聚噻吩膜。
在一些优选的实施方式中，所述石墨烯是采用插层剥离法、石墨氧化还原法、取向附生法、碳化硅外延法、赫默法或化学气相沉积法中的任意一种制备得到的。
在一些优选的实施方式中，所述第一有机溶剂和/或所述第二有机溶剂为乙醇、正丁醇、异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺或丙酮中的至少一种。
在一些优选的实施方式中，所述S1和S2中的超声分散的时间均为10-30min。
本发明还提供了一种采用如上所述的基于石墨烯的电热膜的制备方法制备得到的电热膜。
本发明还提供了一种电暖片，包括片体，所述片体的外表面覆有如上所述的电热膜。
本发明还提供了一种电暖设备，包括如上所述的电暖片。
下面对本发明的优点或原理进行说明：
1.针对石墨烯制备过程产生的结构缺陷，本发明提供了一种基于石墨烯的电热膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将石墨烯粉末超声分散于第一有机溶剂中，得到石墨烯胶状悬浮液；
S2：将黑磷纳米片超声分散于第二有机溶剂中，得到黑磷纳米片悬浮液；
S3：将所述黑磷纳米片悬浮液滴加到所述石墨烯胶状悬浮液中，超声处理，得到复合悬浮液；
S4：采用旋涂的工艺将所述复合悬浮液涂覆在基膜上，干燥，得到电热膜；
该发明是采用黑磷作为修复片，通过π-π堆叠来修复石墨烯中的结构缺陷，黑磷能够吸附到石墨烯的表面，通过分子相互作用修复石墨烯的缺陷，能够使得石墨烯，尤其是大尺寸的石墨烯的结构缺陷愈合。
2.采用本发明所述制备方法得到的石墨烯-黑磷纳米片复合薄膜具有比石墨烯更好的热传导性能，将其用于供暖设备或者散热设备等能有非常好的效果。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。
具体实施方式
如本文所用之术语：
“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK(K为任意数，表示倍数因子)。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。
“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
实施例1：
按照下述方法制备电热膜：S1：取石墨烯粉末于乙醇中，所述石墨烯是采用插层剥离法制备得到的，超声分散15min，得到石墨烯胶状悬浮液，所述石墨烯胶状悬浮液的浓度为2.0mg/mL；
S2：取黑磷纳米片于乙醇中，超声分散15min，得到黑磷纳米片悬浮液，所述黑磷纳米片悬浮液的浓度为0.10mg/mL；
S3：将10mL所述黑磷纳米片悬浮液滴加到50mL所述石墨烯胶状悬浮液中，超声处理，得到复合悬浮液；
S4：采用旋涂的工艺将所述复合悬浮液涂覆在基膜上，所述基膜为聚吡咯膜，所述基膜的厚度为200μm，干燥，得到电热膜I。
采用稳态法进行热导率测量，分别将加热台的温度设置为60℃、80℃、100℃，采用电热膜I进行热导率测量，得到其热导率平均值为4.12W/m·K。将所述电热膜I用于电暖片上使用，具有非常好的热传导效果。而得到的电暖片也可以用于各种类型的电暖设备中使用。
该实施例是采用黑磷作为修复片，通过π-π堆叠来修复石墨烯中的结构缺陷，黑磷能够吸附到石墨烯的表面，通过分子相互作用修复石墨烯的缺陷，能够使得石墨烯，尤其是大尺寸的石墨烯的结构缺陷愈合。
采用本发明所述制备方法得到的石墨烯-黑磷纳米片复合薄膜具有比石墨烯更好的热传导性能，将其用于供暖设备或者散热设备等能有非常好的效果。
实施例2：
按照下述方法制备电热膜：S1：取石墨烯粉末于乙醇中，所述石墨烯是与实施例1的石墨烯同步制备得到的，超声分散15min，得到石墨烯胶状悬浮液，所述石墨烯胶状悬浮液的浓度为1.5mg/mL；
S2：取黑磷纳米片于乙醇中，超声分散15min，得到黑磷纳米片悬浮液，所述黑磷纳米片悬浮液的浓度为0.10mg/mL；
S3：将苯并菲分散溶解于第三有机溶剂中，得到浓度为0.01mg/mL的苯并菲溶液，再将10mL苯并菲溶液加到50mL所述石墨烯胶状悬浮液；
S4：再将10mL所述黑磷纳米片悬浮液滴加到上述已加入苯并菲的石墨烯胶状悬浮液中，超声处理，得到复合悬浮液；
S5：采用旋涂的工艺将所述复合悬浮液涂覆在基膜上，所述基膜为聚吡咯膜，所述基膜的厚度为300μm，干燥，得到电热膜II。
采用稳态法进行热导率测量，分别将加热台的温度设置为60℃、80℃、100℃，采用电热膜II进行热导率测量，得到其热导率平均值为4.80W/m·K。电热膜II相对于电热膜I，热导率值提高了14.2％。将所述电热膜II用于电暖片上使用，具有非常好的热传导效果。而得到的电暖片也可以用于各种类型的电暖设备中使用。
该实施例是采用黑磷和稠环芳烃作为修复片，通过π-π堆叠来修复石墨烯中的结构缺陷，黑磷和稠环芳烃能够吸附到石墨烯的表面，通过分子相互作用修复石墨烯的缺陷，能够使得石墨烯，尤其是大尺寸的石墨烯的结构缺陷愈合。
采用本发明所述制备方法得到的石墨烯-黑磷纳米片复合薄膜具有比石墨烯更好的热传导性能，将其用于供暖设备或者散热设备等能有非常好的效果。
对比例1：
按照下述方法制备电热膜：S1：取与实施例1相同的石墨烯粉末于乙醇中，所述石墨烯是与实施例1同步制备的，超声分散15min，得到石墨烯胶状悬浮液，所述石墨烯胶状悬浮液的浓度为2.0mg/mL；
S2：采用旋涂的工艺将所述石墨烯胶状悬浮液涂覆在基膜上，所述基膜为聚吡咯膜，所述基膜的厚度为200μm，干燥，得到电热膜I’。
采用稳态法进行热导率测量，分别将加热台的温度设置为60℃、80℃、100℃，采用电热膜I’进行热导率测量，得到其热导率平均值为3.83W/m·K。
实施例1与对比例1相对比，实施例1的电热膜I的热导率较对比例1制备得到的电热膜I’其热导率提升了7.6％，实施例2与对比例1相对比，实施例2的电热膜II的热导率较对比例1制备得到的电热膜I’其热导率提升了25.3％。
对比例2：
按照下述方法制备电热膜：S1：取石墨烯粉末于乙醇中，所述石墨烯是与实施例1的石墨烯同步制备得到的，超声分散15min，得到石墨烯胶状悬浮液，所述石墨烯胶状悬浮液的浓度为1.5mg/mL；
S2：取黑磷纳米片于乙醇中，超声分散15min，得到黑磷纳米片悬浮液，所述黑磷纳米片悬浮液的浓度为0.10mg/mL；
S3：将苯并菲分散溶解于第三有机溶剂中，得到浓度为0.01mg/mL的苯并菲溶液，再将10mL苯并菲溶液加到50mL所述石墨烯胶状悬浮液；
S4：再将10mL所述黑磷纳米片悬浮液滴加到上述已加入苯并菲的石墨烯胶状悬浮液中，超声处理，得到复合悬浮液；
S5：采用喷涂的工艺将所述复合悬浮液涂覆在基膜上，所述基膜为聚吡咯膜，所述基膜的厚度为300μm，干燥，得到电热膜II’。
采用稳态法进行热导率测量，分别将加热台的温度设置为60℃、80℃、100℃，采用电热膜II’进行热导率测量，得到其热导率平均值为3.96W/m·K。电热膜II’与电热膜II相比，其区别仅在于成膜工艺采用的是喷涂工艺，而电热膜II’相对于电热膜II，热导率值下降了21.2％。由此可见，在发明所述的制备方法中采用旋涂工艺成膜比采用喷涂工艺成膜，其电热膜的热导率值更高。
实施例3：
按照下述方法制备电热膜：S1：取石墨烯粉末于乙醇中，所述石墨烯是采用石墨氧化还原法制备得到的，超声分散10min，得到石墨烯胶状悬浮液，所述石墨烯胶状悬浮液的浓度为1.5mg/mL；
S2：取黑磷纳米片于乙醇中，超声分散20min，得到黑磷纳米片悬浮液，所述黑磷纳米片悬浮液的浓度为0.05mg/mL；
S3：将苯并蒽分散溶解于第三有机溶剂中，得到浓度为0.02mg/mL的苯并蒽溶液，再将10mL苯并蒽溶液加到30mL所述石墨烯胶状悬浮液；
S4：将10mL所述黑磷纳米片悬浮液滴加到已加入苯并蒽的石墨烯胶状悬浮液中，超声处理，得到复合悬浮液；
S5：采用旋涂的工艺将所述复合悬浮液涂覆在基膜上，所述基膜为聚吡咯膜，所述基膜的厚度为300μm，干燥，得到电热膜III。
实施例4：
按照下述方法制备电热膜：S1：取石墨烯粉末于异丙醇中，所述石墨烯是采用取向附生法制备得到的，超声分散10min，得到石墨烯胶状悬浮液，所述石墨烯胶状悬浮液的浓度为2.0mg/mL；
S2：取黑磷纳米片于异丙醇中，超声分散20min，得到黑磷纳米片悬浮液，所述黑磷纳米片悬浮液的浓度为0.15mg/mL；
S3：将苯丙芘分散溶解于第三有机溶剂中，得到浓度为0.05mg/mL的苯丙芘溶液，再将10mL苯丙芘溶液加到100mL所述石墨烯胶状悬浮液；
S4：将10mL所述黑磷纳米片悬浮液滴加到已加入苯丙芘的石墨烯胶状悬浮液中，超声处理，得到复合悬浮液；
S5：采用旋涂的工艺将所述复合悬浮液涂覆在基膜上，所述基膜为聚吡咯膜，所述基膜的厚度为100μm，干燥，得到电热膜IV。
实施例5：
按照下述方法制备电热膜：S1：取石墨烯粉末于N,N-二甲基甲酰胺中，所述石墨烯是采用碳化硅外延法制备得到的，超声分散30min，得到石墨烯胶状悬浮液，所述石墨烯胶状悬浮液的浓度为2.5mg/mL；
S2：取黑磷纳米片于N,N-二甲基甲酰胺中，超声分散30min，得到黑磷纳米片悬浮液，所述黑磷纳米片悬浮液的浓度为0.15mg/mL；
S3：将二苯并蒽分散溶解于第三有机溶剂中，得到浓度为0.01mg/mL的二苯并蒽溶液，再将10mL二苯并蒽溶液加到100mL所述石墨烯胶状悬浮液；
S4：将10mL所述黑磷纳米片悬浮液滴加到已加入二苯并蒽的所述石墨烯胶状悬浮液中，超声处理，得到复合悬浮液；
S5：采用旋涂的工艺将所述复合悬浮液涂覆在基膜上，所述基膜为聚吡咯膜，所述基膜的厚度为100μm，干燥，得到电热膜V。
实施例6：
按照下述方法制备电热膜：S1：取石墨烯粉末于正丁醇中，所述石墨烯是采用插层剥离法、石墨氧化还原法、取向附生法、碳化硅外延法、赫默法或化学气相沉积法中的任意一种制备得到的，超声分散60min，得到石墨烯胶状悬浮液，所述石墨烯胶状悬浮液的浓度为1.5mg/mL；
S2：取黑磷纳米片于正丁醇中，超声分散30min，得到黑磷纳米片悬浮液，所述黑磷纳米片悬浮液的浓度为0.15mg/mL；
S3：将10mL所述黑磷纳米片悬浮液滴加到100mL所述石墨烯胶状悬浮液中，超声处理，得到复合悬浮液；
S4：采用旋涂的工艺将所述复合悬浮液涂覆在基膜上，所述基膜为聚噻吩膜，所述基膜的厚度为100μm，干燥，得到电热膜VI。
实施例7：
按照下述方法制备电热膜：S1：取石墨烯粉末于正丁醇中，所述石墨烯是采用插层剥离法、石墨氧化还原法、取向附生法、碳化硅外延法、赫默法或化学气相沉积法中的任意一种制备得到的，超声分散60min，得到石墨烯胶状悬浮液，所述石墨烯胶状悬浮液的浓度为1.8mg/mL；
S2：取黑磷纳米片于正丁醇中，超声分散30min，得到黑磷纳米片悬浮液，所述黑磷纳米片悬浮液的浓度为0.15mg/mL；
S3：将10mL所述黑磷纳米片悬浮液滴加到80mL所述石墨烯胶状悬浮液中，超声处理，得到复合悬浮液；
S4：采用旋涂的工艺将所述复合悬浮液涂覆在基膜上，所述基膜为聚噻吩膜，所述基膜的厚度为150μm，干燥，得到电热膜VII。
实施例8：
按照下述方法制备电热膜：S1：取石墨烯粉末于丙酮中，所述石墨烯是采用插层剥离法、石墨氧化还原法、取向附生法、碳化硅外延法、赫默法或化学气相沉积法中的任意一种制备得到的，超声分散60min，得到石墨烯胶状悬浮液，所述石墨烯胶状悬浮液的浓度为1.8mg/mL；
S2：取黑磷纳米片于丙酮中，超声分散30min，得到黑磷纳米片悬浮液，所述黑磷纳米片悬浮液的浓度为0.15mg/mL；
S3：将10mL所述黑磷纳米片悬浮液滴加到80mL所述石墨烯胶状悬浮液中，超声处理，得到复合悬浮液；
S4：采用旋涂的工艺将所述复合悬浮液涂覆在基膜上，所述基膜为聚噻吩膜，所述基膜的厚度为250μm，干燥，得到电热膜VIII。
Claims (10)
1.一种基于石墨烯的电热膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将石墨烯粉末超声分散于第一有机溶剂中，得到石墨烯胶状悬浮液；
S2：将黑磷纳米片超声分散于第二有机溶剂中，得到黑磷纳米片悬浮液；
S3：将所述黑磷纳米片悬浮液加入所述石墨烯胶状悬浮液中，超声处理，得到复合悬浮液；
S4：采用旋涂的工艺将所述复合悬浮液涂覆在基膜上，干燥，得到电热膜。
2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的电热膜的制备方法，其特征在于，所述S2与S3之间还包括：将稠环芳烃分散溶解于第三有机溶剂中，得到稠环芳烃溶液，再将所述稠环芳烃溶液加到所述石墨烯胶状悬浮液中的步骤。
3.根据权利要求2所述的基于石墨烯的电热膜的制备方法，其特征在于，所述稠环芳烃溶液的浓度为0.01-0.05mg/mL，所述石墨烯胶状悬浮液与所述稠环芳烃溶液的体积比为3-10：1。
4.根据权利要求1所述的基于石墨烯的电热膜的制备方法，其特征在于，所述石墨烯胶状悬浮液的浓度为1.5-2.5mg/mL，所述黑磷纳米片悬浮液的浓度为0.05-0.15mg/mL。
5.根据权利要求4所述的基于石墨烯的电热膜的制备方法，其特征在于，所述石墨烯胶状悬浮液与所述黑磷纳米片悬浮液的体积比为3-10：1。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于石墨烯的电热膜的制备方法，其特征在于，所述S3中超声处理的时间≥20h。
7.根据权利要求1-5任一项所述的基于石墨烯的电热膜的制备方法，其特征在于，所述基膜为聚吡咯膜或聚噻吩膜。
8.一种采用权利要求1-7任一项所述的基于石墨烯的电热膜的制备方法制备得到的电热膜。
9.一种电暖片，其特征在于，包括片体，所述片体的外表面覆有如权利要求8所述的电热膜。
10.一种电暖设备，其特征在于，包括权利要求9所述的电暖片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811102141.9A CN109152113B (zh) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | 基于石墨烯的电热膜及其制备方法、电暖片和电暖设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811102141.9A CN109152113B (zh) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | 基于石墨烯的电热膜及其制备方法、电暖片和电暖设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109152113A true CN109152113A (zh) | 2019-01-04 |
| CN109152113B CN109152113B (zh) | 2022-02-01 |
Family
ID=64822970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811102141.9A Expired - Fee Related CN109152113B (zh) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | 基于石墨烯的电热膜及其制备方法、电暖片和电暖设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109152113B (zh) |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103254455A (zh) * | 2013-04-23 | 2013-08-21 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 石墨烯和增稠性聚合物复合薄膜的制备方法 |
| CN103607795A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-02-26 | 中国科学院金属研究所 | 一种石墨烯发热膜的制备方法 |
| TW201544450A (zh) * | 2014-02-17 | 2015-12-01 | Ucl Business Plc | 分散方法 |
| CN105188164A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-23 | 德阳烯碳科技有限公司 | 一种石墨烯发热体的制备方法 |
| CN105764169A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-07-13 | 江苏同创节能科技有限公司 | 一种石墨烯电热布的制备方法及应用 |
| CN106304435A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-01-04 | 泉州信和石墨烯研究院有限公司 | 一种基于石墨烯的防水电热膜及其生产方法 |
| CN106601338A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-04-26 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种具有功能化的柔性电极及其制备方法 |
| CN106711408A (zh) * | 2015-11-13 | 2017-05-24 | 中国科学院金属研究所 | 柔性锂离子电池黑磷纳米片-石墨烯复合薄膜负极及制备 |
| CN106744853A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 深圳大学 | 一种石墨烯/黑磷纳米片/含氮离子液体复合气凝胶及其制备方法 |
| CN107442044A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-12-08 | 深圳大学 | 一种石墨烯/黑磷纳米片/含磷离子液体复合气凝胶及其制备方法 |
| CN107820338A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-03-20 | 朱红艳 | 一种基于聚吡咯的抗氧化复合碳晶粉 |
| CN107934937A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-04-20 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种碳材料‑黑磷烯复合气凝胶及其制备方法 |
| US20180148338A1 (en) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method for forming heterojunction structure of graphene and two-dimensional material |
| CN108529578A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-09-14 | 昆明理工大学 | 一种高稳定纳米黑磷/三维石墨烯复合材料的制备方法 |
-
2018
- 2018-09-20 CN CN201811102141.9A patent/CN109152113B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103254455A (zh) * | 2013-04-23 | 2013-08-21 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 石墨烯和增稠性聚合物复合薄膜的制备方法 |
| CN103607795A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-02-26 | 中国科学院金属研究所 | 一种石墨烯发热膜的制备方法 |
| TW201544450A (zh) * | 2014-02-17 | 2015-12-01 | Ucl Business Plc | 分散方法 |
| CN105188164A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-23 | 德阳烯碳科技有限公司 | 一种石墨烯发热体的制备方法 |
| CN106711408A (zh) * | 2015-11-13 | 2017-05-24 | 中国科学院金属研究所 | 柔性锂离子电池黑磷纳米片-石墨烯复合薄膜负极及制备 |
| CN105764169A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-07-13 | 江苏同创节能科技有限公司 | 一种石墨烯电热布的制备方法及应用 |
| CN106304435A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-01-04 | 泉州信和石墨烯研究院有限公司 | 一种基于石墨烯的防水电热膜及其生产方法 |
| CN106601338A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-04-26 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种具有功能化的柔性电极及其制备方法 |
| US20180148338A1 (en) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method for forming heterojunction structure of graphene and two-dimensional material |
| CN106744853A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 深圳大学 | 一种石墨烯/黑磷纳米片/含氮离子液体复合气凝胶及其制备方法 |
| CN107442044A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-12-08 | 深圳大学 | 一种石墨烯/黑磷纳米片/含磷离子液体复合气凝胶及其制备方法 |
| CN107820338A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-03-20 | 朱红艳 | 一种基于聚吡咯的抗氧化复合碳晶粉 |
| CN107934937A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-04-20 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种碳材料‑黑磷烯复合气凝胶及其制备方法 |
| CN108529578A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-09-14 | 昆明理工大学 | 一种高稳定纳米黑磷/三维石墨烯复合材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 汪毅等: "石墨烯/环氧树脂复合材料的研究进展", 《粘接》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109152113B (zh) | 2022-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Electrically conductive, optically responsive, and highly orientated Ti3C2Tx MXene aerogel fibers | |
| Han et al. | Multifunctional thermally conductive composite films based on fungal tree‐like heterostructured silver nanowires@ boron nitride nanosheets and aramid nanofibers | |
| Li et al. | Graphene oxide‐assisted multiple cross‐linking of MXene for large‐area, high‐strength, oxidation‐resistant, and multifunctional films | |
| Chen et al. | High‐performance and breathable polypyrrole coated air‐laid paper for flexible all‐solid‐state supercapacitors | |
| CN105694433B (zh) | 一种兼备高导热性和柔韧性的聚合物泡沫/石墨烯复合材料制备方法 | |
| Zhang et al. | In situ stringing of metal organic frameworks by SiC nanowires for high-performance electromagnetic radiation elimination | |
| CN106517171B (zh) | 一种石墨烯气凝胶的制备方法 | |
| Qiu et al. | Highly flexible, efficient, and sandwich-structured infrared radiation heating fabric | |
| An et al. | Preparation and properties of β‐phase graphene oxide/PVDF composite films | |
| Badawi et al. | Effect of carbon quantum dots on the optical and electrical properties of polyvinylidene fluoride polymer for optoelectronic applications | |
| WO2016041310A1 (zh) | 一种防水隔氧密封膜及其制备和应用 | |
| Zeinali Heris et al. | Heat transfer performance of two-phase closed thermosyphon with oxidized CNT/water nanofluids | |
| Dassios et al. | Polymer–nanotube interaction in MWCNT/poly (vinyl alcohol) composite mats | |
| Liu et al. | Free‐standing single‐walled carbon nanotube/SnSe nanosheet/poly (3, 4‐ethylenedioxythiophene): poly (4‐styrenesulfonate) nanocomposite films for flexible thermoelectric power generators | |
| CN109455702A (zh) | 一种石墨烯发热薄膜的制备方法 | |
| WO2017201987A1 (zh) | 一种抗静电复合纳米材料薄膜及其制备方法 | |
| Liu et al. | Flexible thermoelectric power generators fabricated using graphene/PEDOT: PSS nanocomposite films | |
| Liu et al. | Modified carbon nanotubes/polyvinyl alcohol composite electrothermal films | |
| Wang et al. | Polyethylene glycol/nanofibrous Kevlar aerogel composite: fabrication, confinement effect, thermal energy storage and insulation performance | |
| Liang et al. | Multiwalled carbon nanotube/cationic cellulose nanofibril electrothermal films: mechanical, electrical, electrothermal, and cycling performances | |
| Xiao et al. | Polybenzimidazole/conductive carbon black composite driven at low voltage for high-temperature heaters | |
| CN109152113A (zh) | 基于石墨烯的电热膜及其制备方法、电暖片和电暖设备 | |
| Wang et al. | Large flakes of Al–Ti3C2Tx MXene constructing highly ordered layered MXene/ANF films with integrated multifunctionalities | |
| CN106219531B (zh) | 一种石墨/纳米碳管阵列复合导热膜的制备方法 | |
| CN106219532B (zh) | 一种纳米碳管阵列/石墨复合导热膜及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220201 |