CN110167216B - 一种负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜及其制备方法 - Google Patents
一种负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110167216B CN110167216B CN201910321488.0A CN201910321488A CN110167216B CN 110167216 B CN110167216 B CN 110167216B CN 201910321488 A CN201910321488 A CN 201910321488A CN 110167216 B CN110167216 B CN 110167216B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cobalt
- graphene
- manganese oxide
- heating film
- electric heating
- 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.)
- Active
Links
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 114
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 90
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 84
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 21
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229940071125 manganese acetate Drugs 0.000 claims description 14
- UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);diacetate Chemical compound [Mn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 claims description 13
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 12
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 12
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 11
- 229940011182 cobalt acetate Drugs 0.000 claims description 11
- QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L cobalt(II) acetate Chemical compound [Co+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 11
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 10
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 6
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 4
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 7
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 abstract description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 8
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 4
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
Images
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
- H05B3/10—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
- H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜及其制备方法，负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯通过水热法制备，石墨烯由于被钴掺杂的纳米氧化锰纳米颗粒包覆，因而不容易团聚，具有良好的分散性好。负载有钴掺杂的纳米氧化锰的石墨烯形成的电加热膜由于钴掺杂的纳米氧化锰颗粒和石墨烯界面的存在，从而增加了界面散射，提高了发热效率。同时，氧化锰经钴掺杂后提高了远红外发射性能，因此，产生的热量更容易通过辐射方式发散到空间，具有良好的远红外加热的功能，提高了热量的传播速度。本发明提高石墨烯的分散性，进一步提高了电加热膜的加热效率。
Description
技术领域
本发明属于电发热材料技术领域，具体涉及一种负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜及其制备方法，具体为在石墨烯表面负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒作为成膜填料，具有良好的热产生性能和远红外辐射性能。
背景技术
石墨烯地暖是一种将电能转化为热能的方法，具有电热利用率高、静音、使用寿命长，比电热丝取暖和空调取暖性能更优，是一种环保型采暖方式。然而，目前石墨烯地暖还有待改进的地方。采用化学法制备氧化石墨烯相对价格昂贵，不利于大量的应用；石墨烯具有非常大的比表面，石墨烯极其容易团聚；石墨烯和有机的树脂等结合不好，因而在石墨烯使用之前需要进行表面改性处理，从而提高了产品的成本。石墨烯的导电性能太好，阻抗太小，电热产生的效率不高。石墨烯的远红外性能并不高，因此，在有的石墨烯地暖需要加入远红外发射剂。目前的远红外发射剂大部分的是陶瓷，主要在较高的温度下才发射远红外线。因而开发低温下的远红外发射剂才能有效将热地热膜产生的热量辐射出去。氧化物纳米颗粒具有良好的红外辐射功能，因此，在电热膜浆料中添加纳米氧化物颗粒是一种解决的办法。但是直接在浆料中加入纳米氧化物同样容易产生团聚。同时，也容易造成膜层中石墨烯与纳米颗粒的分布不均匀，从而对膜层的性能造成影响。
故，本发明提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的以上缺点，本发明提出一种负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜及其制备方法，采用钴掺杂氧化锰包覆多层石墨烯复合材料作为电热膜主要填料，由于钴掺杂的纳米氧化锰颗粒和石墨烯界面的存在，从而增加了界面散射，提高了发热效率。
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明的技术方案如下：
一种负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜，该电发热膜采用钴掺杂氧化锰包覆多层石墨烯复合材料作为电热膜填料。
一种负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤S10:制备负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯粉体；
步骤S20:制备发热膜浆料，该发热膜浆料配比为：5重量份步骤S1制备的石墨烯粉体，3重量份的聚偏氟乙烯和2重量份的N-甲基吡咯烷酮，并搅拌均匀；
步骤S30:采用丝网印刷的方法将浆料均匀涂覆于PET膜，在70度下自然干燥后固化形成厚度为0.01-0.1mm的负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜；其中，PET膜的背面涂覆有铝膜作为红外反射层；
步骤S40:利用热压贴合法将上层绝缘材料贴合在步骤S30制备的发热膜上，形成绝缘材料-发热膜-绝缘材料-红外反射层复合电加热膜结构；
其中，步骤S10进一步包括：
步骤S10.1：量取体积比为7:3～9:1的DMF和去离子水，混合均匀后作为混合溶剂A；
步骤S10.2:称取膨胀石墨，加入到混合溶剂A中，超声1小时后获得多层石墨烯分散液C，膨胀石墨相对溶剂A的浓度为1-2g/L；
步骤S10.3:称取醋酸钴加入到C溶液中，醋酸钴相对于A溶剂的浓度为0.05～0.15mol/L；称取醋酸锰加入到C溶液中，醋酸锰相对于A溶剂的浓度为0.3-0.4mol/L；将C溶液倒入水热罐，120度水热反应2小时；
步骤S10.4:C溶液冷却后进行离心清洗，离心清洗采用3次去离子水，3次酒精离心清洗；洗后放置烘箱中60℃干燥24小时，得到负载掺杂钴的纳米氧化锰的石墨烯粉末D。
作为进一步的改进方案，钴掺杂的氧化锰纳米颗粒尺寸为10纳米。
作为进一步的改进方案，在步骤S10中，石墨烯表面被钴掺杂氧化锰纳米颗粒包覆。
与现有技术相比较，本发明通过以上技术方案达到如下有益的效果：
1、石墨烯由于被纳米颗粒隔离，因而不容易团聚，从而分散性好，在配制油墨时不需要添加分散剂。
2、采用PVDF具有良好的耐候性，具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外。
3、吸附于石墨烯表面的掺钴氧化锰纳米颗粒和石墨烯有界面存在，从而有界面阻抗的存在，从而能产生更多的热量。
4、电热膜中掺钴氧化锰纳米颗粒具有良好的远红外发射性能，可将热量有效地以远红外的方式辐射到空间。
5、掺钴氧化锰纳米颗粒与石墨烯直接接触，能将在石墨烯上产生的热，界面上产生的热及自身产生的热量快速辐射。
6、材料的红外辐射是因为其粒子振动引起偶极矩变化而产生的。所以在氧化锰纳米颗粒中掺入钴，氧化锰内部的粒子振动时对称性降低，偶极矩的变化就越大，提高了红外辐射强度。
附图说明
图1为本发明实施例1负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜的制备方法的步骤流程图；
图2为制备负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯的步骤流程图；
图3为电热膜中石墨烯表面负载的掺钴氧化锰纳米颗粒的SEM图；
图4为本发明专利的电加热膜结构示意图。
如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明提供的技术方案作进一步说明。
参见图1-2，所示为本发明一种负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜的制备流程图，具体的方法与步骤如下：
该方法包括如下步骤：
(1)制备负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯。
(1.1)将石墨烯放入DMF和水混合溶剂超声1小时；
(1.2)放入称量好的醋酸钴、醋酸锰，常温下搅拌5分钟后，然后将混合液倒入水热罐，120度水热反应2小时；
(1.3)冷却后进行去离子水和酒精各三次离心清洗后在60度烘箱中烘干样品，并手工研磨分散开。得到负载掺杂钴的纳米氧化锰的石墨烯粉末。其中DMF和水的体积比为7:3～9:1。氧化钴在溶剂的浓度为0.05～0.15mol/L，醋酸锰在溶剂中的浓度为0.3-0.4mol/L，石墨烯在溶剂中的浓度为1～2g/L。
(2)制备发热膜浆料，称取5重量份的负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯粉末，3重量份的粘结剂和2重量份的稀释剂。其中粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)，稀释剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，搅拌均匀。
(3)采用刮涂将浆料均匀涂覆于PET膜，PET膜的背面涂覆有铝膜，铝膜具有反射红外线的作用。自然干燥后在70度下固化形成发热膜。得到厚度为0.01-0.1mm的负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜。
(4)利用热压贴合法将上层绝缘材料贴合在涂有导电浆料的底层绝缘材料上，形成绝缘材料-发热膜-绝缘材-红外反射层复合结构的电加热膜。
在上述技术方案，1、采用超声法获得多层石墨烯作为导电粉体，并在多层石墨烯表面均匀包覆一层钴掺杂氧化锰颗粒作为电热膜的主要填充材料。2、与现有的单独采用石墨烯作为填料相比，采用的石墨烯复合粉体材料的分散性更好，不易团聚。3、在达到同时添加石墨烯与纳米颗粒的同时，提高了两者在涂料中的分散性、均匀性，使制备的电热膜在各处的电导率相同，可以提高电热膜的使用效率。4、钴掺杂氧化锰纳米颗粒与石墨烯之间形成了良好的界面，从而提高材料对电子的散射作用，提高电热转换效率。5、石墨烯与钴掺杂氧化锰的存在及相互作用，可以提高红外发射效率。6、钴离子的半径与Mn离子相近，可部分取代锰进入尖晶石晶格，使晶格畸变并增加杂质能级，从而改善红外辐射性能，而且这两种离子的八面体占位能相差较大，混合掺杂将有利于红外发射率的提高。7、在氧化锰的晶格中引入钴杂质，使其晶格周期性破坏，使微晶粒成细密分布，在局部形成多种杂质能级。一方面利用杂质吸收效应和自由载流子的增加，改善了辐射性能；同时杂质还能增强晶格振动的活性，进一步增强晶格振动的辐射带。
实施例1：
制备负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯。将石墨烯放入DMF和水混合溶剂超声1小时，放入称量好的醋酸钴、醋酸锰，常温下搅拌5分钟后，然后将混合液倒入水热罐，放入120度烘箱中反应2小时，冷却后进行去离子水和酒精各三次离心清洗后在60度烘箱中烘干样品，并手工研磨分散开，得到负载掺钴氧化锰纳米颗粒的石墨烯粉体。其中DMF和水的体积比为7:3。氧化钴在溶剂中的浓度为0.05mol/L，醋酸锰在溶剂中的浓度为0.3mol/L，石墨烯在溶剂中的浓度为1g/L。图1为该实例制备的石墨烯表面负载的钴掺杂氧化锰纳米颗粒的SEM图，从图中可以看到，纳米颗粒大小为10nm左右，非常均匀地在石墨烯表面形成单颗粒分布的膜层。
制备发热膜浆料。称取5重量份的负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯，3重量份的粘结剂和2重量份的稀释剂。其中粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)，稀释剂为N-甲基吡咯烷酮NMP，搅拌均匀。
采用刮涂将浆料均匀涂覆于PET膜，PET膜的背面涂覆有铝膜，铝膜具有反射红外线的作用。自然干燥后在70度下固化形成发热膜。得到厚度为0.1mm的负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜。
然后利用热压贴合法将上层绝缘材料贴合在涂有导电浆料的底层绝缘材料上，形成绝缘材料-导热浆料-绝缘材-红外反射层复合结构的电加热膜。
通过以上最终形成如图2所示的电加热膜。其中1为铝反射膜，2为PET膜，3为电加热膜，4为保护膜，5钴掺杂氧化锰纳米颗粒，6为石墨烯。
实施例2：
制备负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯。将石墨烯放入DMF和水混合溶剂超声1小时，放入称量好的醋酸钴、醋酸锰，常温下搅拌5分钟后，然后将混合液倒入水热罐，放入120度烘箱中反应2小时，冷却后进行去离子水和酒精各三次离心清洗后在60度烘箱中烘干样品，并手工研磨分散开，得到负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯。其中DMF和水的体积比为8:2。氧化钴在溶剂的浓度为0.1mol/L，醋酸锰在溶剂中的浓度为0.35mol/L，石墨烯在溶剂中的浓度为1.5g/L。
制备发热膜浆料。称取5重量份的负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯，3重量份的粘结剂和2重量份的稀释剂。其中粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)，稀释剂为N-甲基吡咯烷酮NMP，搅拌均匀。
采用刮涂将浆料均匀涂覆于PET膜，PET膜的背面涂覆有铝膜，铝膜具有反射红外线的作用。自然干燥后在70度下固化形成发热膜。得到厚度为0.05mm的负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜。
然后利用热压贴合法将上层绝缘材料贴合在涂有导电浆料的底层绝缘材料上，形成绝缘材料-导热浆料-绝缘材-红外反射层复合结构的电加热膜。
实施例3：
制备负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯。将石墨烯放入DMF和水混合溶剂超声1小时，放入称量好的醋酸钴、醋酸锰，常温下搅拌5分钟后，然后将混合液倒入水热罐，放入120度烘箱中反应2小时，冷却后进行去离子水和酒精各三次离心清洗后在60度烘箱中烘干样品，并手工研磨分散开，得到负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯。其中DMF和水的体积比为9:1。醋酸钴在溶剂中的浓度为0.1mol/L，醋酸锰在溶剂中的浓度为0.4mol/L，石墨烯在溶剂中的浓度为2g/L。
制备发热膜浆料。称取5重量份的负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯，3重量份的粘结剂和2重量份的稀释剂。其中粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)，稀释剂为N-甲基吡咯烷酮NMP，搅拌均匀。
采用刮涂将浆料均匀涂覆于PET膜，PET膜的背面涂覆有铝膜，铝膜具有反射红外线的作用。自然干燥后在70度下固化形成发热膜。得到厚度为1mm的负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜。
然后利用热压贴合法将上层绝缘材料贴合在涂有导电浆料的底层绝缘材料上，形成绝缘材料-导热浆料-绝缘材-红外反射层复合结构的电加热膜。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10:制备负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯粉体；
步骤S20: 制备发热膜浆料，该发热膜浆料配比为： 5重量份步骤S1制备的石墨烯粉体，3重量份的聚偏氟乙烯和2重量份的N-甲基吡咯烷酮，并搅拌均匀；
步骤S30: 采用丝网印刷的方法将浆料均匀涂覆于PET膜，在70℃下自然干燥后固化形成厚度为0.01-0.1mm的负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜；其中，PET膜的背面涂覆有铝膜作为红外反射层；
步骤S40: 利用热压贴合法将上层绝缘材料贴合在步骤S30制备的发热膜上，形成绝缘材料-发热膜-绝缘材料-红外反射层复合电加热膜结构；
其中，步骤S10进一步包括：
步骤 S10.1：量取体积比为7:3～9:1的DMF和去离子水，混合均匀后作为混合溶剂A；
步骤S10.2: 称取膨胀石墨，加入到混合溶剂A中，超声1小时后获得多层石墨烯分散液C，膨胀石墨相对溶剂A的浓度为1-2g/L；
步骤S10.3: 称取醋酸钴加入到多层石墨烯分散液C中，醋酸钴相对于溶剂A的浓度为0.05～0.15 mol/L；称取醋酸锰加入到多层石墨烯分散液C中，醋酸锰相对于溶剂A的浓度为0.3-0.4 mol/L；将所得混合液倒入水热罐，120℃水热反应2小时；
步骤S10.4: 将步骤S10.3中水热反应后得到的产物冷却后进行离心清洗，离心清洗采用3次去离子水，3次酒精离心清洗；洗后放置烘箱中60℃干燥24小时，得到负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯粉体D。
2.根据权利要求1所述的负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜的制备方法，其特征在于，钴掺杂氧化锰纳米颗粒尺寸为10纳米。
3.根据权利要求1所述的负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜的制备方法，其特征在于，在步骤S10中，石墨烯表面被钴掺杂氧化锰纳米颗粒包覆。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910321488.0A CN110167216B (zh) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | 一种负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910321488.0A CN110167216B (zh) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | 一种负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110167216A CN110167216A (zh) | 2019-08-23 |
| CN110167216B true CN110167216B (zh) | 2021-05-28 |
Family
ID=67639824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910321488.0A Active CN110167216B (zh) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | 一种负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110167216B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102530931A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-07-04 | 天津大学 | 基于石墨烯的纳米复合材料及其制备方法 |
| CN103151542A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-06-12 | 北京化工大学常州先进材料研究院 | 一种基于复合载体的纳米电催化剂及制备方法 |
| KR20130112228A (ko) * | 2012-04-03 | 2013-10-14 | 한국전기연구원 | 금속산화물에 의해 전도성이 향상된 그래핀 투명 전도성 필름 |
| CN104086169A (zh) * | 2014-07-24 | 2014-10-08 | 苏州罗卡节能科技有限公司 | 一种复合掺杂高红外辐射材料粉体及其制备方法 |
| CN105472791A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-04-06 | 东莞珂洛赫慕电子材料科技有限公司 | 一种稀土掺杂半导体红外辐射厚膜电子浆料及其制备方法 |
| CN107182140A (zh) * | 2016-03-11 | 2017-09-19 | 江苏同创节能科技有限公司 | 一种石墨烯改性远红外电热膜的制备方法 |
| CN109348554A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-02-15 | 浙江云墨绿能科技有限公司 | 一种纳米陶瓷石墨烯复合结构的电加热膜及其制备方法 |
-
2019
- 2019-04-22 CN CN201910321488.0A patent/CN110167216B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102530931A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-07-04 | 天津大学 | 基于石墨烯的纳米复合材料及其制备方法 |
| KR20130112228A (ko) * | 2012-04-03 | 2013-10-14 | 한국전기연구원 | 금속산화물에 의해 전도성이 향상된 그래핀 투명 전도성 필름 |
| CN103151542A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-06-12 | 北京化工大学常州先进材料研究院 | 一种基于复合载体的纳米电催化剂及制备方法 |
| CN104086169A (zh) * | 2014-07-24 | 2014-10-08 | 苏州罗卡节能科技有限公司 | 一种复合掺杂高红外辐射材料粉体及其制备方法 |
| CN105472791A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-04-06 | 东莞珂洛赫慕电子材料科技有限公司 | 一种稀土掺杂半导体红外辐射厚膜电子浆料及其制备方法 |
| CN107182140A (zh) * | 2016-03-11 | 2017-09-19 | 江苏同创节能科技有限公司 | 一种石墨烯改性远红外电热膜的制备方法 |
| CN109348554A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-02-15 | 浙江云墨绿能科技有限公司 | 一种纳米陶瓷石墨烯复合结构的电加热膜及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110167216A (zh) | 2019-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6939931B2 (ja) | グラフェン粉末の製造方法 | |
| CN103094540B (zh) | 石墨烯与金属氧化物/金属化合物的复合方法及其复合材料 | |
| WO2013155700A1 (zh) | 防止自身过热的储能系统、防止储能系统过热的方法、和在储能系统上形成散热涂层的方法 | |
| CN105355870A (zh) | 膨胀石墨与纳米硅复合材料及其制备方法、电极片、电池 | |
| CN101659829B (zh) | 红外线辐射复合散热涂料及涂料的制备和喷涂方法 | |
| CN106145064B (zh) | 一种不同形貌的碲化铋纳米材料及其合成方法 | |
| CN105609743A (zh) | 一种用于锂离子电池负极的SiOx-C-CNT复合材料的制备方法 | |
| WO2013152623A1 (zh) | 一种散热涂层、散热片及制造方法 | |
| CN106467412B (zh) | 一种ptc无机复合材料及其制备方法、应用 | |
| CN110921654A (zh) | 一种改性碳纳米管的制备方法及其应用 | |
| CN110148743A (zh) | 一种硅碳复合负极材料及其制备方法和锂离子电池 | |
| CN109348554A (zh) | 一种纳米陶瓷石墨烯复合结构的电加热膜及其制备方法 | |
| CN107381560A (zh) | 一种石墨烯/纳米颗粒气凝胶的快速制备方法 | |
| CN103236519A (zh) | 一种锂离子电池用多孔碳基单块复合材料及制备方法 | |
| CN108134070A (zh) | 一种高容量石墨烯/硅复合负极材料及制备方法 | |
| CN108365208A (zh) | 一种锂离子电池用纳米硅复合负极材料的制备方法 | |
| CN107032407A (zh) | 一种新型多孔碳纳米片的制备方法 | |
| CN107658435A (zh) | 一种镍基电池用正极材料及其制备方法 | |
| CN106571460B (zh) | 一种无粘结剂、自支撑结构的硒正极材料及其制备方法 | |
| Wang et al. | Preparation of micro-sized and monodisperse crystalline silver particles used for silicon solar cell electronic paste | |
| CN110149738B (zh) | 一种基于石墨烯/氧化铁复合材料的电热膜及其制备方法 | |
| CN104036875B (zh) | 石墨烯结构的碳层包覆的铜复合导电粉体及其制备方法 | |
| CN110167216B (zh) | 一种负载钴掺杂氧化锰纳米颗粒的石墨烯电发热膜及其制备方法 | |
| CN105679725B (zh) | 一种用于激光显示的散热装置的制备方法 | |
| CN102964066A (zh) | 一种空心玻璃微珠表面生长氧化锌纳米阵列的无模板制备方法 |
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 | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210616 Address after: 200080 unit 05, 17th floor, 558 dongdaming Road, Hongkou District, Shanghai Patentee after: SHANGHAI HEFENGLAI INDUSTRIAL Co.,Ltd. Address before: 310018 Xiasha Higher Education Zone, Hangzhou, Zhejiang Patentee before: HANGZHOU DIANZI University |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210714 Address after: 200080 unit b1110, b1112, 1 / F, No. 558, dongdaming Road, Hongkou District, Shanghai Patentee after: Shanghai Huzhang Preventive Treatment Technology Co.,Ltd. Address before: 200080 unit 05, 17th floor, 558 dongdaming Road, Hongkou District, Shanghai Patentee before: SHANGHAI HEFENGLAI INDUSTRIAL Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210926 Address after: Room 2904 (d), No. 550, Xujiahui Road, Huangpu District, Shanghai 200025 Patentee after: Shanghai 43rd Medical Technology Co.,Ltd. Address before: 200080 unit b1110, b1112, 1 / F, No. 558, dongdaming Road, Hongkou District, Shanghai Patentee before: Shanghai Huzhang Preventive Treatment Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Room 244, 2nd Floor, No. 2394 Pujin South Road, Minhang District, Shanghai, 2011 Patentee after: Shanghai Jiuminggu Medical Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: Room 2904 (d), No. 550, Xujiahui Road, Huangpu District, Shanghai 200025 Patentee before: Shanghai 43rd Medical Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |