The invention discloses a preparation method of cellulose nano fiber / graphene oxide composite film. Preparation of cellulose nanofibers dispersion solution: Hummers preparation of graphene oxide, and then added to deionized water to disperse graphene oxide dispersion solution, namely GO dispersion solution; the resulting cellulose nanofibers dispersion solution and the resulting graphene oxide dispersion mixture, and then mix the mixed dispersion solution, ultrasonic, and flow through The cellulose nanofibers / graphene oxide composite membranes were prepared by film deposition and drying. Cellulose nanofibers treated by TEMPO oxidation method were combined with graphene oxide prepared by Hummers method. OCNF was inserted into the graphite oxide sheets by interlayer hydrogen bonding and covalent bonding. The composite had layered structure and the OCNF/GO composite films with different mass ratios had better mechanical properties and contained in GO. When the volume is 10%, the tensile properties of the composite film reach the maximum.
【技术实现步骤摘要】
一种纤维素纳米纤维/氧化石墨烯复合膜的制备方法
本专利技术属于复合材料
,具体涉及一种纤维素纳米纤维/氧化石墨烯复合膜的制备方法。
技术介绍
纤维素是世界上年生产量最大的生物质,在自然界中分布广泛且含量丰富,具有资源优势的同时还具有绿色环保、可生物降解、无毒等优点。用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)表面催化氧化可以制备纤维素纳米纤维(OCNF),此法制备出的纤维素纳米纤维具有良好的分散性,以其为原料再与其他物质复合时,凭借纤维素纳米纤维本身优异的力学性能和光学性能,可制备出透明、柔软和高性能的薄膜材料,近些年以来被越来越多的科研工作者所关注。自英国曼彻斯特大学两位物理学家用胶带粘附的方法成功剥离出单层石墨烯,证明了石墨烯单独存在后,科学家就对其制备过程和应用倍加关注。集优良的电、光学和力学性能于一身的石墨烯,凭借这些优势,可应用于化工、生物、材料等多个领域来制备复合物、纳米电子、催化剂及其载体等,但是石墨烯也具有较差溶解性的缺点,使其应用受到了很大的限制。氧化石墨烯(GO)由石墨烯氧化而来,氧化后大量的含氧官能团附着于表面,使之与石墨烯的特性有所不同。氧化石墨烯具有亲水性,可以良好的分散于水中,也可溶解于很多有机溶剂中,可弥补石墨烯溶解性差的缺点,这将有利于氧化石墨烯的应用。然而氧化石墨烯薄膜在具体的应用中面临柔韧性差,力学性能不强等缺陷,导致其加工性能很弱限制了其应用范围。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种质轻、柔韧和高力学的改性氧化石墨烯复合膜的制备方法。为达到上述目的,采用技术方案如下:一种纤维素纳米纤维/氧化石墨烯复 ...
【技术保护点】
1.一种纤维素纳米纤维/氧化石墨烯复合膜的制备方法,其特征在于包括以下步骤:1)制备纤维素纳米纤维分散液:将天然纤维素、TEMPO与NaBr加入去离子水中搅拌,然后加入NaClO,调节体系pH值为8~12,在0~40℃下氧化反应0.5~7h后过滤、洗涤、干燥得到纤维素纳米纤维,测其水含量为75~90%;再将其加入到蒸馏水中进行分散得到纤维素纳米纤维分散液;2)制备氧化石墨烯分散液:Hummers法制备氧化石墨烯,然后加入去离子水中进行分散得到氧化石墨烯分散液;所述Hummers法制备氧化石墨烯具体过程如下:将反应装置置于冰水浴中,其中石墨和硝酸钠混合均匀后加入浓硫酸、高锰酸钾反应0.5~2h,反应后再将其放在反应温度为30~40℃的水浴锅中搅拌3~8h;随后再向体系中加入去离子水使反应温度升高,并在85~95℃下氧化反应0.5~2h;最后用双氧水还原未反应的高锰酸钾,反应0.5~2h,逐渐呈现亮黄色的溶液;反应结束后过滤、洗涤、干燥得到氧化石墨烯;3)制备纤维素纳米纤维/氧化石墨烯复合膜:将所得纤维素纳米纤维分散液与所得氧化石墨烯分散液混合,然后将混合分散液进行搅拌、超声,经流延成膜和 ...
【技术特征摘要】
1.一种纤维素纳米纤维/氧化石墨烯复合膜的制备方法,其特征在于包括以下步骤:1)制备纤维素纳米纤维分散液:将天然纤维素、TEMPO与NaBr加入去离子水中搅拌,然后加入NaClO,调节体系pH值为8~12,在0~40℃下氧化反应0.5~7h后过滤、洗涤、干燥得到纤维素纳米纤维,测其水含量为75~90%;再将其加入到蒸馏水中进行分散得到纤维素纳米纤维分散液;2)制备氧化石墨烯分散液:Hummers法制备氧化石墨烯,然后加入去离子水中进行分散得到氧化石墨烯分散液;所述Hummers法制备氧化石墨烯具体过程如下:将反应装置置于冰水浴中,其中石墨和硝酸钠混合均匀后加入浓硫酸、高锰酸钾反应0.5~2h,反应后再将其放在反应温度为30~40℃的水浴锅中搅拌3~8h;随后再向体系中加入去离子水使反应温度升高,并在85~95℃下氧化反应0.5~2h;最后用双氧水还原未反应的高锰酸钾,反应0.5~2h,逐渐呈现亮黄色的溶液;反应结束后过滤、洗涤、干燥得到氧化石墨烯;3)制备纤维素纳米纤维/氧化石墨烯复合膜:将所得纤维素纳米纤维分散液与所得氧化石墨烯分散液混合,然后将混合分散液进行搅拌、超声,经流延成膜和烘干制得纤维素纳米纤维/氧化石墨烯复合膜。2.如权利要求1所述纤维素纳米纤维/氧化石墨烯复合膜的制备方法,其特征在于步骤1中TE...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨全岭,詹阳,杨俊伟,石竹群,刘妍,熊传溪,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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