The invention belongs to the technical field of building materials, and discloses a method for preparing silica nanoparticles graphene oxide plant fiber composite. It includes the following steps: 1. pretreatment of natural plant fibers; 2. preparation of graphene oxide dispersions; 3. preparation of silica nanoparticles-graphene oxide dispersions; 4. immersion of plant fibers in a certain concentration of silica nanoparticles-graphene oxide dispersions, and extraction and drying. The pozzolanic reaction between the silica nanoparticles coated on the surface of the plant fiber of the composite and the hydrated product calcium hydroxide can not only reduce the alkalinity of the cement matrix, but also reduce the erosion to the plant fiber. The hydrated calcium silicate generated can also improve the bonding between the plant fiber and the water matrix, and the reaction between the active functional groups of graphene oxide and the hydrated product can also be enhanced. The bond strength between high vegetable fibers and cement matrix has great application prospects in toughening and crack-resistant cement-based materials.
【技术实现步骤摘要】
一种制备二氧化硅纳米粒子-氧化石墨烯-植物纤维物合物的方法
本专利技术涉及在植物纤维表面包覆二氧化硅纳米粒子和氧化石墨烯复合物的方法,属于建筑材料
技术介绍
水泥基材料是目前世界上使用最多的建筑材料,但是它是脆性材料、易开裂。研究表明纤维对水泥基材料的开裂有很好的控制作用。钢纤维和人工合成纤维在一定程度上能提高混凝土的韧性,但是提高了混凝土的成本。为有效降低纤维混凝土的成本,研究者开始利用在自然界分布广泛、价格低廉、取材方便的植物纤维来代替传统的人工合成纤维。植物纤维应用于水泥基复合材料,不仅能够改善韧性,还能够促进可持续发展,具有生态效应,符合发展循环经济的重大战略。纤维与水泥基体之间界面较强的粘结性是纤维改性水泥基复合材料获得高韧性的必要条件。然而,植物纤维与水泥基体界面粘结性较差,需要对它进行表面改性提高植物纤维与水泥基体之间的界面粘结性。此外,植物纤维在水泥基复合材料中的耐久性问题限制了其在建筑材料领域的应用。水泥水化产生的氢氧化钙溶于水中,使水泥浆体孔溶液呈碱性。碱性环境会使植物纤维中的半纤维素和木质素溶液,破坏纤维的结构使纤维的强度和韧性下降。此外,钙离子进入植物纤维内部孔隙结晶,使纤维“矿化”,逐渐失去柔性而僵硬化,易发生脆性断裂。因此,解决植物纤维在水泥基体中的耐久性问题是将植物纤维代替人工合成纤维增韧水泥基复合材料的前提条件。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在上述技术问题,本专利技术的目的提供一种制备二氧化硅纳米粒子-氧化石墨烯-植物纤维的方法。该方法利用植物纤维多孔吸水特性将分散在水中的二氧化硅纳米粒子及氧化石墨烯片层包裹在植物纤 ...
【技术保护点】
1.一种制备二氧化硅纳米粒子-氧化石墨烯-植物纤维物合物的方法,其特征在于:该方法包括以下过程:1)对植物纤维进行前处理;2)制备氧化石墨烯分散液;3)制备二氧化硅纳米粒子-氧化石墨烯分散液:将二氧化硅纳米粒子与表面活性剂加入氧化石墨烯分散液中,通过电磁搅拌和超声振荡形成二氧化硅纳米粒子-氧化石墨烯分散液;4)二氧化硅纳米粒子-氧化石墨烯-植物纤维复合物的制备:将前处理的植物纤维浸入二氧化硅纳米粒子分散液中,充分浸透后取出烘干。
【技术特征摘要】
1.一种制备二氧化硅纳米粒子-氧化石墨烯-植物纤维物合物的方法,其特征在于:该方法包括以下过程:1)对植物纤维进行前处理;2)制备氧化石墨烯分散液;3)制备二氧化硅纳米粒子-氧化石墨烯分散液:将二氧化硅纳米粒子与表面活性剂加入氧化石墨烯分散液中,通过电磁搅拌和超声振荡形成二氧化硅纳米粒子-氧化石墨烯分散液;4)二氧化硅纳米粒子-氧化石墨烯-植物纤维复合物的制备:将前处理的植物纤维浸入二氧化硅纳米粒子分散液中,充分浸透后取出烘干。2.根据权利要求1所述的制备二氧化硅纳米粒子-氧化石墨烯-植物纤维物合物的方法,其特征在于:所述的步骤1)中,植物纤维的前处理包括:①将植物纤维根据增韧水泥基复合材料的要求进行裁剪;②用清水洗净植物纤维表面的杂物;③将水洗过的植物纤维在碱性溶液中处理;④将碱处理后的植物纤维用清水清至中性后烘干。3.根据权利要求4所述的制备二氧化硅纳米粒子-氧化石墨烯-植物纤维物合物的方法,其特征在于:所述的步骤1)中,所述碱性溶液为pH为13~14的NaOH或KOH溶液,所述植物纤维在碱性溶液中浸泡的时间为0.5~1h。4.根据权利要求1所述的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵丽,吴浩,章嘉颖,刘园园,郭新立,
申请(专利权)人:常州工学院,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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