CN114108186A - 一种石墨烯面膜基布的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯面膜基布的制备方法，涉及面膜基布技术领域，所述石墨烯面膜基布包括内层、中层和外层，所述内层为储液层，所述中层为石墨烯纤维层，所述外层为防渗层。本发明将石墨通过强氧化性物质和强酸进行氧化，石墨片层被接上含氧基团得到氧化石墨，再经过离心洗涤，水分子进入氧化石墨片层间将片层剥离后得到氧化石墨烯，用其作为原料用来制备的石墨烯纤维，具有较大的片层，能够减少纤维内部的空洞等缺陷，提高纤维机械性能；同时纺丝液溶胶中分散的金属纳米线沿纤维轴向排列，从而形成了氧化石墨烯片层和金属纳米线沿纤维轴向规整排列的微观结构，大大提高了其电子传输性能。
Description
技术领域
本发明涉及面膜基布技术领域，尤其涉及一种石墨烯面膜基布的制备方法。
背景技术
目前面膜已经是人们生活中不可或缺的一种护肤美容产品，它可以暂时将面部与外界空气污染隔离，促进皮肤毛孔扩张，提高肌肤含氧量，使面膜中的水分和其他有益成分渗入皮肤角质层，从而使皮肤水润富有弹性。而面膜基布作为这一过程的载体，其本身对皮肤的功能性日益受到重视。
石墨烯具有极大的比表面积、优越抗菌性能、高远红外发射率等特点。将石墨烯结合到面膜领域，可以充分发挥其优点。目前制备的石墨烯面膜基布普遍存在一个问题：纤维的力学性能远远低于其理论力学性能，主要原因之一是因为纤维内部不够密实，存在孔洞，导致纤维的力学性能较低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种石墨烯面膜基布的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种石墨烯面膜基布，该石墨烯面膜基布包括内层、中层和外层，所述内层为储液层，所述中层为石墨烯纤维层，所述外层为防渗层，所述储液层用以存储精华液，所述石墨烯纤维层包括以下组分：
石墨、98％的浓硫酸、发烟硝酸、过硫酸钾、五氧化二磷、高锰酸钾、金属纳米线。
优选的，所述石墨烯纤维层包括以下重量份的组分：
石墨50-100份、98％的浓硫酸500-800份、发烟硝酸50-100份、过硫酸钾2-5份、五氧化二磷5-8份、高锰酸钾10-20份、金属纳米线1-5份。
优选的，所述石墨烯纤维层包括以下重量份的组分：
石墨70-80份、98％的浓硫酸600-700份、发烟硝酸70-80份、过硫酸钾3-4份、五氧化二磷6-7份、高锰酸钾13-17份、金属纳米线2-4份。
优选的，所述石墨烯纤维层包括以下重量份的组分：
石墨75份、98％的浓硫酸650份、发烟硝酸75份、过硫酸钾3.5 份、五氧化二磷6.5份、高锰酸钾15份、金属纳米线3份。
优选的，所述石墨烯纤维层的制备方法，包括以下步骤：
S1：向石墨中加入98％的浓硫酸、发烟硝酸、过硫酸钾、五氧化二磷、高锰酸钾，在70-90℃下搅拌20-25h，静置分液，保留下层浑浊物，离心洗涤，得到氧化石墨烯水溶液；
S2：将氧化石墨烯水溶液浓缩成浓度为5-20mg/mL，在30-70℃下充分搅拌，得到氧化石墨烯纺织液，加入金属纳米线，以100～ 1000rpm的搅拌速度搅拌均匀形成氧化石墨烯-金属纳米线纺丝液溶胶；
S3：氧化石墨烯-金属纳米线纺丝液溶胶由纺丝喷头挤出，进入凝固浴水中冷却定型，纺丝收集横向成膜，即得石墨烯纤维层。
优选的，所述石墨烯纤维层的织网密度小于所述储液层的织网密度。
优选的，所述储液层为甲壳素纤维交织组成，所述防渗层为涤纶纤维交织组成。
优选的，所述金属纳米线为银纳米线。
上述一种石墨烯面膜基布的制备方法，包括以下步骤：取所得石墨烯纤维层与防渗层按纤维排布方向垂直进行贴合，一次热压，再将储液层置于经一次热压后的石墨纤维层下贴合，二次热压，即得石墨烯面膜基布。
本发明的有益效果为：
本发明将石墨通过强氧化性物质和强酸进行氧化，石墨片层被接上含氧基团得到氧化石墨，再经过离心洗涤，水分子进入氧化石墨片层间将片层剥离后得到氧化石墨烯，用其作为原料用来的制备石墨烯纤维，具有较大的片层，能够减少纤维内部的空洞等缺陷，提高纤维机械性能；同时纺丝液溶胶中分散的金属纳米线沿纤维轴向排列，从而形成了氧化石墨烯片层和金属纳米线沿纤维轴向规整排列的微观结构，大大提高了其电子传输性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
一种石墨烯面膜基布的制备方法，具体包括以下步骤：
制备石墨烯纤维层：
S1：向50g石墨中加入500mL98％的浓硫酸、50mL发烟硝酸、2g 过硫酸钾、5g五氧化二磷、10g高锰酸钾，在70℃下搅拌20h，静置分液，保留下层浑浊物，离心洗涤，得到氧化石墨烯水溶液；
S2：将氧化石墨烯水溶液浓缩成浓度为5mg/mL，在30℃下充分搅拌，得到氧化石墨烯纺织液，加入1g银纳米线，以100rpm的搅拌速度搅拌均匀形成氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶；
S3：氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶由纺丝喷头挤出，进入凝固浴水中冷却定型，纺丝收集横向成膜，即得石墨烯纤维层。
制备石墨烯面膜基布：取所得石墨烯纤维层与防渗层按纤维排布方向垂直进行贴合，一次热压，再将储液层置于经一次热压后的石墨纤维层下贴合，二次热压，即得石墨烯面膜基布。
实施例2
一种石墨烯面膜基布的制备方法，具体包括以下步骤：
制备石墨烯纤维层：
S1：向100g石墨中加入800mL98％的浓硫酸、100mL发烟硝酸、 5g过硫酸钾、8g五氧化二磷、20g高锰酸钾，在90℃下搅拌25h，静置分液，保留下层浑浊物，离心洗涤，得到氧化石墨烯水溶液；
S2：将氧化石墨烯水溶液浓缩成浓度为20mg/mL，在70℃下充分搅拌，得到氧化石墨烯纺织液，加入5g银纳米线，以1000rpm的搅拌速度搅拌均匀形成氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶；
S3：氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶由纺丝喷头挤出，进入凝固浴水中冷却定型，纺丝收集横向成膜，即得石墨烯纤维层。
制备石墨烯面膜基布：取所得石墨烯纤维层与防渗层按纤维排布方向垂直进行贴合，一次热压，再将储液层置于经一次热压后的石墨纤维层下贴合，二次热压，即得石墨烯面膜基布。
实施例3
一种石墨烯面膜基布的制备方法，具体包括以下步骤：
制备石墨烯纤维层：
S1：向75g石墨中加入650mL98％的浓硫酸、75mL发烟硝酸、3.5g 过硫酸钾、6.5g五氧化二磷、15g高锰酸钾，在80℃下搅拌23h，静置分液，保留下层浑浊物，离心洗涤，得到氧化石墨烯水溶液；
S2：将氧化石墨烯水溶液浓缩成浓度为12mg/mL，在50℃下充分搅拌，得到氧化石墨烯纺织液，加入3g银纳米线，以500rpm的搅拌速度搅拌均匀形成氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶；
S3：氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶由纺丝喷头挤出，进入凝固浴水中冷却定型，纺丝收集横向成膜，即得石墨烯纤维层。
制备石墨烯面膜基布：取所得石墨烯纤维层与防渗层按纤维排布方向垂直进行贴合，一次热压，再将储液层置于经一次热压后的石墨纤维层下贴合，二次热压，即得石墨烯面膜基布。
实施例4
一种石墨烯面膜基布的制备方法，具体包括以下步骤：
制备石墨烯纤维层：
S1：向60g石墨中加入600mL98％的浓硫酸、60mL发烟硝酸、3g 过硫酸钾、6g五氧化二磷、12g高锰酸钾，在75℃下搅拌21h，静置分液，保留下层浑浊物，离心洗涤，得到氧化石墨烯水溶液；
S2：将氧化石墨烯水溶液浓缩成浓度为8mg/mL，在40℃下充分搅拌，得到氧化石墨烯纺织液，加入2g银纳米线，以250rpm的搅拌速度搅拌均匀形成氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶；
S3：氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶由纺丝喷头挤出，进入凝固浴水中冷却定型，纺丝收集横向成膜，即得石墨烯纤维层。
制备石墨烯面膜基布：取所得石墨烯纤维层与防渗层按纤维排布方向垂直进行贴合，一次热压，再将储液层置于经一次热压后的石墨纤维层下贴合，二次热压，即得石墨烯面膜基布。
实施例5
一种石墨烯面膜基布的制备方法，具体包括以下步骤：
制备石墨烯纤维层：
S1：向70g石墨中加入650mL98％的浓硫酸、70mL发烟硝酸、4g 过硫酸钾、7g五氧化二磷、14g高锰酸钾，在80℃下搅拌22h，静置分液，保留下层浑浊物，离心洗涤，得到氧化石墨烯水溶液；
S2：将氧化石墨烯水溶液浓缩成浓度为10mg/mL，在50℃下充分搅拌，得到氧化石墨烯纺织液，加入3g银纳米线，以500rpm的搅拌速度搅拌均匀形成氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶；
S3：氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶由纺丝喷头挤出，进入凝固浴水中冷却定型，纺丝收集横向成膜，即得石墨烯纤维层。
制备石墨烯面膜基布：取所得石墨烯纤维层与防渗层按纤维排布方向垂直进行贴合，一次热压，再将储液层置于经一次热压后的石墨纤维层下贴合，二次热压，即得石墨烯面膜基布。
实施例6
一种石墨烯面膜基布的制备方法，具体包括以下步骤：
制备石墨烯纤维层：
S1：向80g石墨中加入700mL98％的浓硫酸、80mL发烟硝酸、3.3g 过硫酸钾、5.5g五氧化二磷、16g高锰酸钾，在85℃下搅拌23h，静置分液，保留下层浑浊物，离心洗涤，得到氧化石墨烯水溶液；
S2：将氧化石墨烯水溶液浓缩成浓度为13mg/mL，在60℃下充分搅拌，得到氧化石墨烯纺织液，加入4g银纳米线，以750rpm的搅拌速度搅拌均匀形成氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶；
S3：氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶由纺丝喷头挤出，进入凝固浴水中冷却定型，纺丝收集横向成膜，即得石墨烯纤维层。
制备石墨烯面膜基布：取所得石墨烯纤维层与防渗层按纤维排布方向垂直进行贴合，一次热压，再将储液层置于经一次热压后的石墨纤维层下贴合，二次热压，即得石墨烯面膜基布。
实施例7
一种石墨烯面膜基布的制备方法，具体包括以下步骤：
制备石墨烯纤维层：
S1：向90g石墨中加入750mL98％的浓硫酸、90mL发烟硝酸、4.5g 过硫酸钾、7.5g五氧化二磷、18g高锰酸钾，在88℃下搅拌24h，静置分液，保留下层浑浊物，离心洗涤，得到氧化石墨烯水溶液；
S2：将氧化石墨烯水溶液浓缩成浓度为17mg/mL，在65℃下充分搅拌，得到氧化石墨烯纺织液，加入4.5g银纳米线，以800rpm的搅拌速度搅拌均匀形成氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶；
S3：氧化石墨烯-银纳米线纺丝液溶胶由纺丝喷头挤出，进入凝固浴水中冷却定型，纺丝收集横向成膜，即得石墨烯纤维层。
制备石墨烯面膜基布：取所得石墨烯纤维层与防渗层按纤维排布方向垂直进行贴合，一次热压，再将储液层置于经一次热压后的石墨纤维层下贴合，二次热压，即得石墨烯面膜基布。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种石墨烯面膜基布，其特征在于，所述石墨烯面膜基布包括内层、中层和外层，所述内层为储液层，所述中层为石墨烯纤维层，所述外层为防渗层，所述储液层用以存储精华液，所述石墨烯纤维层包括以下组分：
石墨、98％的浓硫酸、发烟硝酸、过硫酸钾、五氧化二磷、高锰酸钾、金属纳米线。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯面膜基布，其特征在于，所述石墨烯纤维层包括以下重量份的组分：
石墨50-100份、98％的浓硫酸500-800份、发烟硝酸50-100份、过硫酸钾2-5份、五氧化二磷5-8份、高锰酸钾10-20份、金属纳米线1-5份。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯面膜基布，其特征在于，所述石墨烯纤维层包括以下重量份的组分：
石墨70-80份、98％的浓硫酸600-700份、发烟硝酸70-80份、过硫酸钾3-4份、五氧化二磷6-7份、高锰酸钾13-17份、金属纳米线1-5份。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯面膜基布，其特征在于，所述石墨烯纤维层包括以下重量份的组分：
石墨75份、98％的浓硫酸650份、发烟硝酸75份、过硫酸钾3.5份、五氧化二磷6.5份、高锰酸钾15份、金属纳米线3份。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯面膜基布，其特征在于，所述石墨烯纤维层的制备方法，包括以下步骤：
S1：向石墨中加入98％的浓硫酸、发烟硝酸、过硫酸钾、五氧化二磷、高锰酸钾，在70-90℃下搅拌20-25h，静置分液，保留下层浑浊物，离心洗涤，得到氧化石墨烯水溶液；
S2：将氧化石墨烯水溶液浓缩成浓度为5-20mg/mL，在30-70℃下充分搅拌，得到氧化石墨烯纺织液，加入金属纳米线，以100～1000rpm的搅拌速度搅拌均匀形成氧化石墨烯-金属纳米线纺丝液溶胶；
S3：氧化石墨烯-金属纳米线纺丝液溶胶由纺丝喷头挤出，进入凝固浴水中冷却定型，纺丝收集横向成膜，即得石墨烯纤维层。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯面膜基布，其特征在于，所述石墨烯纤维层的织网密度小于所述储液层的织网密度。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯面膜基布，其特征在于，所述储液层为甲壳素纤维交织组成，所述防渗层为涤纶纤维交织组成。
8.根据权利要求1所述的一种石墨烯面膜基布，其特征在于，所述金属纳米线为银纳米线。
9.如权利要求1-8中任一所述的一种石墨烯面膜基布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取所得石墨烯纤维层与防渗层按纤维排布方向垂直进行贴合，一次热压，再将储液层置于经一次热压后的石墨纤维层下贴合，二次热压，即得石墨烯面膜基布。
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