一種基于碳納米管的導(dǎo)電棉織物的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種基于碳納米管的導(dǎo)電棉織物的制備方法，包括：(1)將羧基化碳納米管與氨基化碳納米管混合并加入到去離子水中，然后加入表面活性劑，攪拌，分散，得到碳納米管分散液；(2)將棉織物浸入碳納米管分散液中進(jìn)行熱處理，然后取出烘干，水洗，室溫晾干，即得。本發(fā)明專利技術(shù)不僅可以提高碳納米管的負(fù)載量，而且可以提高導(dǎo)電棉織物的導(dǎo)電性和比電容；制備的導(dǎo)電棉織物具有碳納米管負(fù)載量高、導(dǎo)電性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具備質(zhì)量輕柔的特點(diǎn)，適于制備柔性超級(jí)電容器。

Method for preparing conductive cotton fabric based on carbon nano tube

The invention relates to a method for preparing conductive fabric based on carbon nanotubes including: (1) the carboxylated carbon nanotubes and amino functionalized carbon nanotubes are mixed and added in the deionized water, then adding surfactant, mixing, dispersion, dispersion of carbon nanotubes; (2) the cotton fabrics were immersed in carbon nanotubes disperse heat treatment liquid, and then remove the dried, washed, dried in room temperature, i.e.. The invention not only can improve the load capacity of carbon nanotubes, but also can improve the conductive fabric conductivity and specific capacitance; conductive fabric preparation has advantages of high yield, Carbon Nanotubes Supported good conductivity, but also have the characteristics of light weight, suitable for the preparation of flexible super capacitor.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于碳納米管的導(dǎo)電棉織物的制備方法
本專利技術(shù)屬于柔性導(dǎo)電材料領(lǐng)域，特別涉及一種基于碳納米管的導(dǎo)電棉織物的制備方法。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，隨著儲(chǔ)能材料的不斷發(fā)展，柔性超級(jí)電容器日益成為研究熱點(diǎn)，它不僅具有良好的儲(chǔ)能性能，而且具有優(yōu)異的彎曲性能，可適應(yīng)于柔性電子設(shè)備和可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域。用于柔性超級(jí)電容器制備的材料主要有碳材料、導(dǎo)電聚合物和金屬氧化物，其中碳材料具有其他兩種材料所無(wú)法比擬的化學(xué)穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于超級(jí)電容器的制備。除此之外，碳納米管的比表面積大，可存儲(chǔ)大量電荷；密度小，利于制備輕柔的超級(jí)電容器材料；并且電導(dǎo)率高，利于電荷的傳遞。因而，將碳納米管和織物進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用于柔性超級(jí)電容器領(lǐng)域，不僅為提高超級(jí)電容器的柔性起到重要作用，而且碳納米管的高比表面積和導(dǎo)電性為進(jìn)一步與其他電極材料復(fù)合提高電容量打下了良好的基礎(chǔ)。但在碳納米管與織物結(jié)合進(jìn)行電極材料的制備中，主要存在碳納米管吸附難，負(fù)載量低的問題。曾有研究者通過(guò)對(duì)碳納米管進(jìn)行酸化改性，生成羧基和羥基，以提高其親水性和對(duì)棉織物的親和力，再通過(guò)反復(fù)“浸漬-烘干”的方法進(jìn)行棉織物對(duì)碳納米管的吸附。該方法操作繁瑣，效率低，并且碳納米管在織物上的負(fù)載量低，劉彩虹等制備的聚吡咯/多壁碳納米管/棉復(fù)合柔性電極的碳納米管的負(fù)載量為0.4mg/cm2左右，WeiChen等在海綿上負(fù)載碳納米管，得到約為0.24mg/cm2的碳納米管負(fù)載量，F(xiàn)ushao等制備的聚苯胺/石墨烯/滌綸復(fù)合柔性電極的石墨烯負(fù)載量為2.1％左右。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于碳納米管的導(dǎo)電棉織物的制備方法，該方法不僅可以提高碳納米管的負(fù)載量，而且可以提高導(dǎo)電棉織物的導(dǎo)電性和比電容；制備的導(dǎo)電棉織物具有碳納米管負(fù)載量高、導(dǎo)電性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具備質(zhì)量輕柔的特點(diǎn)，適于制備柔性超級(jí)電容器。本專利技術(shù)的一種基于碳納米管的導(dǎo)電棉織物的制備方法，包括：(1)將羧基化碳納米管與氨基化碳納米管混合并加入到去離子水中，然后加入表面活性劑，攪拌，分散，得到碳納米管分散液；(2)將棉織物浸入碳納米管分散液中進(jìn)行熱處理，然后取出烘干，水洗，室溫晾干，即得基于碳納米管的導(dǎo)電棉織物；其中，棉織物、羧基化碳納米管與氨基化碳納米管質(zhì)量比為1:0.3：0.03-0.15。所述步驟(1)中的碳納米管的總量(羧基化碳納米管與氨基化碳納米管的總量)與表面活性劑的質(zhì)量比為1:1。所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉。所述步驟(2)中的熱處理?xiàng)l件為：以5-6℃/min升溫到130-140℃，處理60-100min。所述步驟(2)中的烘干溫度為100℃。本專利技術(shù)采用商業(yè)化的羧基化碳納米管和氨基化碳納米管進(jìn)行復(fù)合，這兩種碳納米管對(duì)織物具有良好的親水性，并對(duì)棉織物具有親和力；然后在高溫高壓的條件下，采用浸漬法促使碳納米管與棉織物結(jié)合，從而制備高密度堆積的碳納米管/棉復(fù)合材料。有益效果(1)本專利技術(shù)不僅可以提高碳納米管的負(fù)載量，而且可以提高導(dǎo)電棉織物的導(dǎo)電性和比電容；制備的導(dǎo)電棉織物具有碳納米管負(fù)載量高、導(dǎo)電性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具備質(zhì)量輕柔的特點(diǎn)，適于制備柔性超級(jí)電容器；(2)本專利技術(shù)制備過(guò)程中采用了紅外線打樣機(jī)，提高了效率，簡(jiǎn)化了工藝，具有省時(shí)高效的特點(diǎn)，為批量生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。附圖說(shuō)明圖1為實(shí)施例1-5得到的導(dǎo)電棉織物的循環(huán)伏安曲線測(cè)試圖；圖2為棉織物(a)和實(shí)施例5得到的導(dǎo)電棉織物(b)的數(shù)碼照片以及實(shí)施例5得到的導(dǎo)電棉織物的掃描電鏡圖(c)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本專利技術(shù)。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本專利技術(shù)而不用于限制本專利技術(shù)的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本專利技術(shù)講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本專利技術(shù)作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1(1)碳納米管溶液的制備：將羧基化碳納米管和氨基化碳納米管混合，加入到35ml去離子水中，然后加入十二烷基苯磺酸鈉(與碳納米管的總質(zhì)量比例為1:1)，攪拌，然后使用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行分散，得到碳納米管分散液。(2)導(dǎo)電棉織物的制備：將棉織物與上述碳納米管分散液放在紅外線打樣機(jī)中進(jìn)行處理，處理?xiàng)l件為5℃/min升溫到135℃，處理70min；然后取出，在100℃烘箱中烘干；最后水洗，室溫晾干；其中，棉織物、羧基化碳納米管與氨基化碳納米管質(zhì)量比為1:0.3:0.03。實(shí)施例2(1)碳納米管溶液的制備：將羧基化碳納米管和氨基化碳納米管混合，加入到35ml去離子水中，然后加入十二烷基苯磺酸鈉(與碳納米管的總質(zhì)量比例為1:1)，攪拌，然后使用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行分散，得到碳納米管分散液。(2)導(dǎo)電棉織物的制備：將棉織物與上述碳納米管分散液放在紅外線打樣機(jī)中進(jìn)行處理，處理?xiàng)l件為5℃/min升溫到135℃，處理70min；然后取出，在100℃烘箱中烘干；最后水洗，室溫晾干；其中，棉織物、羧基化碳納米管與氨基化碳納米管質(zhì)量比為1:0.3:0.06。實(shí)施例3(1)碳納米管溶液的制備：將羧基化碳納米管和氨基化碳納米管混合，加入到35ml去離子水中，然后加入十二烷基苯磺酸鈉(與碳納米管的總質(zhì)量比例為1:1)，攪拌，然后使用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行分散，得到碳納米管分散液。(2)導(dǎo)電棉織物的制備：將棉織物與上述碳納米管分散液放在紅外線打樣機(jī)中進(jìn)行處理，處理?xiàng)l件為5℃/min升溫到135℃，處理70min；然后取出，在100℃烘箱中烘干；最后水洗，室溫晾干；其中，棉織物、羧基化碳納米管與氨基化碳納米管質(zhì)量比為1:0.3:0.09。實(shí)施例4(1)碳納米管溶液的制備：將羧基化碳納米管和氨基化碳納米管混合，加入到35ml去離子水中，然后加入十二烷基苯磺酸鈉(與碳納米管的總質(zhì)量比例為1:1)，攪拌，然后使用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行分散，得到碳納米管分散液。(2)導(dǎo)電棉織物的制備：將棉織物與上述碳納米管分散液放在紅外線打樣機(jī)中進(jìn)行處理，處理?xiàng)l件為5℃/min升溫到135℃，處理70min；然后取出，在100℃烘箱中烘干；最后水洗，室溫晾干；其中，棉織物、羧基化碳納米管與氨基化碳納米管質(zhì)量比為1:0.3:0.12。實(shí)施例5(1)碳納米管溶液的制備：將羧基化碳納米管和氨基化碳納米管混合，加入到35ml去離子水中，然后加入十二烷基苯磺酸鈉(與碳納米管的總質(zhì)量比例為1:1)，攪拌，然后使用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行分散，得到碳納米管分散液。(2)導(dǎo)電棉織物的制備：將棉織物與上述碳納米管分散液放在紅外線打樣機(jī)中進(jìn)行處理，處理?xiàng)l件為5℃/min升溫到135℃，處理70min；然后取出，在100℃烘箱中烘干；最后水洗，室溫晾干；其中，棉織物、羧基化碳納米管與氨基化碳納米管質(zhì)量比為1:0.3:0.15。上述實(shí)施例中，碳納米管購(gòu)自北京博宇有限公司，性能參數(shù)如表1。其他所用試劑均為分析純級(jí)別，在使用過(guò)程中無(wú)需進(jìn)一步提純。紅外打樣機(jī)購(gòu)自蘇州絲達(dá)樂印染機(jī)械有限公司，儀器型號(hào)為DL-6000Plus(Starle-3)；使用RTS-9型雙電測(cè)四探針測(cè)試儀(廣州矽美科技有限公司)測(cè)試方阻。使用上海辰華儀器有限公司的電化學(xué)工作站CHI660E進(jìn)行循環(huán)伏安曲線的測(cè)試，其中工作電極為碳納米管/棉復(fù)合物，對(duì)電極為鉑電極，參比電極為甘汞電極，掃描速率分別為0.01V/s，電解質(zhì)溶液為4mol/LNaCl溶液，并根據(jù)公式(1)計(jì)算比電容。其中，C表示比電容的大小本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于碳納米管的導(dǎo)電棉織物的制備方法，包括：(1)將羧基化碳納米管與氨基化碳納米管混合并加入到去離子水中，然后加入表面活性劑，攪拌，分散，得到碳納米管分散液；(2)將棉織物浸入碳納米管分散液中進(jìn)行熱處理，然后取出烘干，水洗，室溫晾干，即得基于碳納米管的導(dǎo)電棉織物；其中，棉織物、羧基化碳納米管與氨基化碳納米管質(zhì)量比為1:0.3：0.03?0.15。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于碳納米管的導(dǎo)電棉織物的制備方法，包括：(1)將羧基化碳納米管與氨基化碳納米管混合并加入到去離子水中，然后加入表面活性劑，攪拌，分散，得到碳納米管分散液；(2)將棉織物浸入碳納米管分散液中進(jìn)行熱處理，然后取出烘干，水洗，室溫晾干，即得基于碳納米管的導(dǎo)電棉織物；其中，棉織物、羧基化碳納米管與氨基化碳納米管質(zhì)量比為1:0.3：0.03-0.15。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于碳納米管的導(dǎo)電棉織物的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郝天琪，俞丹，王煒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：東華大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海,31