The invention belongs to the technical field of building materials, and discloses a method for preparing graphene-plant fiber composite. The process includes the following steps: 1. preparation of graphene oxide dispersion solution; 2. pretreatment of natural plant fibers; 3. immersion of plant fibers in a certain concentration of graphene oxide dispersion solution, full immersion, extraction and drying; 4. reduction of graphene oxide-plant fibers in reductive solution, and drying of graphene-plant fibers composite. The process is simple and easy to operate. Graphene film coated on the surface of vegetable fibers can be used as protective film to prevent alkaline ions from corroding vegetable fibers in cement matrix and improve the durability of fibers. It has great application prospects in toughening and crack resistance cement-based materials.
【技术实现步骤摘要】
一种制备石墨烯-植物纤维复合物的方法
本专利技术涉及在植物纤维表面包覆一层石墨烯的方法,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。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,本专利技术的目的是提供一种制备石墨烯-植物纤维复合物的方法。该方法利用植物纤维多孔吸水特性将分散在水中的氧化石墨烯片层包覆在植物纤维表面,在还原环境中获得稳定的石墨烯-植物纤维复合物。植物纤维表面包覆的石墨烯薄膜可作为植物纤维的保护膜,有效阻碍水泥基体中碱性离子对植物纤维的侵蚀,提高植物纤维在水泥基体中的耐久性。该工艺流程简单易操作,有望大规划应用于绿色建筑行业。为实现上述的目的,本专利技术 ...
【技术保护点】
1.一种制备石墨烯-植物纤维复合物的方法,其特征在于:该方法包括以下过程:1).制备氧化石墨烯,并配置氧化石墨烯水溶液;2).对植物纤维进行前处理;3).将前处理后的植物纤维浸入氧化石墨烯水溶液中,充分浸透后,取出烘干获得氧化石墨烯‑植物纤维复合物;4).将氧化石墨烯-植物纤维复合物浸入还原性溶液中,获得石墨烯-植物纤维复合物。
【技术特征摘要】
1.一种制备石墨烯-植物纤维复合物的方法,其特征在于:该方法包括以下过程:1).制备氧化石墨烯,并配置氧化石墨烯水溶液;2).对植物纤维进行前处理;3).将前处理后的植物纤维浸入氧化石墨烯水溶液中,充分浸透后,取出烘干获得氧化石墨烯-植物纤维复合物;4).将氧化石墨烯-植物纤维复合物浸入还原性溶液中,获得石墨烯-植物纤维复合物。2.根据权利要求1所述的制备石墨烯-植物纤维复合物的方法,其特征在于:所述的步骤1)中,用改进Hummers法制备氧化石墨烯,配置的氧化石墨烯水溶液浓度为1~3mg/ml。3.根据权利要求1所述的制备石墨烯-植物纤维复合物的方法,其特征在于,所述的步骤2)中,植物纤维的前处理包括:①根据增韧水泥基复合材料的要求确定植物纤维长径比范围,并对植物纤维进行裁剪...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵丽,吴浩,徐崭,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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