一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的制备方法技术

一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的制备方法，它涉及一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的制备方法。本发明专利技术的目的是要解决现有用来构建聚苯胺基电致变色薄膜的导电材料成本高，限制了聚苯胺应用的问题。方法：一、配制MXene溶液；二、配制聚苯胺分散液；三、制备MXene/多孔尼龙薄膜；四、制备聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜。本发明专利技术制备方法操作简单，价格低廉，可用于大面积制备。本发明专利技术可以获得一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜。孔尼龙薄膜。孔尼龙薄膜。

【技术实现步骤摘要】
一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的制备方法。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的迅速发展以及高频高速5G时代的到来，各式各样的电子设备应运而生，然而这些电子产品在使用过程中发出的大量电磁波使得环境中充斥着大量电磁辐射。这不仅仅影响到精密设备的正常运行，甚至对人类和动物的健康都具有潜在的危害。而且在现代战争中，电磁波的泄露可能会危及国家安全，造成人员伤亡和装备的损坏。为了有效防止电磁波的多余扩散和干扰，高性能电磁屏蔽材料成为解决电磁波污染的关键技术。而且，电子设备等在使用过程中不可避免的产生热辐射，使其极易被红外探测设备发现，所以调控电子设备等的红外特征使其与外界环境相融合的红外热辐射调控技术对于隐身和反侦察至关重要。如何制备功能薄膜使其同时具备电磁屏蔽和红外热辐射调控两个功能以保证电子设备在复杂的外部环境中正常运行是目前遇到的重大挑战。
[0003]聚苯胺作为一种典型的导电聚合物，由于成本低、环境稳定性好、响应时间短以及丰富的颜色变化等优点作为电致变色材料被广泛研究。随着军事技术、空间技术和节能环保领域的迅速发展，电致变色材料的调控范围由可见光波段扩展到红外波段，而聚苯胺在着褪色状态下的红外透过性改变实现了红外发射率的调控。对于聚苯胺基电致变色薄膜来说，该薄膜由红外高反的导电材料和聚苯胺材料组成。聚苯胺材料在不同电压下的红外透过率不同，实现了红外发射率的动态调制。镀金尼龙多孔膜常被用作导电材料，但蒸发镀金层的巨大成本限制了其大面积制备。因此，迫切需要提出一种新型的低成本的导电材料。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是要解决现有用来构建聚苯胺基电致变色薄膜的导电材料成本高，限制了聚苯胺应用的问题，而提供一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的制备方法。
[0005]一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的制备方法，是按以下步骤完成的：
[0006]一、配制MXene溶液：
[0007]将MXene粉末溶解到去离子水中，磁力搅拌至完全溶解，得到MXene溶液；
[0008]二、配制聚苯胺分散液：
[0009]将聚苯胺粉末分散到乙醇溶液中，磁力搅拌，得到聚苯胺分散液；
[0010]三、制备MXene/多孔尼龙薄膜：
[0011]将多孔尼龙膜放置在喷涂设备的加热板上，使用注射器取出定量的步骤一中配制的MXene溶液，通过喷涂的方式涂覆到多孔尼龙膜上，得到MXene/多孔尼龙薄膜，随后将薄膜放置在烘箱中干燥；
[0012]四、制备聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜：
[0013]将步骤三中得到的干燥的MXene/多孔尼龙薄膜再次放置在喷涂设备的加热板上，使用注射器取出定量的步骤二中配制的聚苯胺分散液，通过喷涂的方式涂覆到MXene/多孔
尼龙薄膜上，随后放置在烘箱中干燥，得到聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜。
[0014]本专利技术的原理及优点：
[0015]一、本专利技术采用多孔尼龙膜作为薄膜的基底，在基底上通过喷涂的方式依次涂覆MXene层和聚苯胺层，得到一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜，聚苯胺在外加电场作用下展示出光学调制特性使得该薄膜具备红外热辐射调控能力，而MXene材料由于大的比表面积和高的导电性优点使得该薄膜具备电磁屏蔽能力；
[0016]二、通过本专利技术制备的聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜在红外波段(2.5
‑
25μm)的发射率调控能力为0.32，在X波段(8.2
‑
12.4GHz)的电磁屏蔽能力为23.4dB，且该制备方法操作简单，价格低廉，可用于大面积制备。
[0017]本专利技术可以获得一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜。
附图说明
[0018]图1是实施例一步骤三中多孔尼龙膜的SEM图；
[0019]图2是实施例一步骤四制备的聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的光学照片；
[0020]图3是实施例一步骤四制备的聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的红外发射率变化曲线；
[0021]图4是实施例一步骤四制备的聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的电磁屏蔽曲线图。
具体实施方式
[0022]以下实施例进一步说明本专利技术的内容，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本专利技术的范围。
[0023]具体实施方式一：本实施方式一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的制备方法，是按以下步骤完成的：
[0024]一、配制MXene溶液：
[0025]将MXene粉末溶解到去离子水中，磁力搅拌至完全溶解，得到MXene溶液；
[0026]二、配制聚苯胺分散液：
[0027]将聚苯胺粉末分散到乙醇溶液中，磁力搅拌，得到聚苯胺分散液；
[0028]三、制备MXene/多孔尼龙薄膜：
[0029]将多孔尼龙膜放置在喷涂设备的加热板上，使用注射器取出定量的步骤一中配制的MXene溶液，通过喷涂的方式涂覆到多孔尼龙膜上，得到MXene/多孔尼龙薄膜，随后将薄膜放置在烘箱中干燥；
[0030]四、制备聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜：
[0031]将步骤三中得到的干燥的MXene/多孔尼龙薄膜再次放置在喷涂设备的加热板上，使用注射器取出定量的步骤二中配制的聚苯胺分散液，通过喷涂的方式涂覆到MXene/多孔尼龙薄膜上，随后放置在烘箱中干燥，得到聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜。
[0032]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的MXene为Ti3C2、Ti2C、Nb3C4、Nb2C、V3C2、V2C、Ta4C3、Ta2C和Mo2C中的一种。其它步骤与具体实施方式一相同。
[0033]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中所述的MXene溶液的质量浓度为0.1mg/mL～0.9mg/mL；步骤一中所述的磁力搅拌的速度为100r/min～1000r/min。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
[0034]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤二中所述的乙醇溶液的质量分数为99％；步骤二中所述的磁力搅拌的速度为100r/min～1000r/min。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
[0035]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二中所述的聚苯胺分散液的质量浓度为2mg/mL～7mg/mL。其它步骤与具体实施方式一至四相同。
[0036]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤二中所述的聚苯胺的重均分子量为50000g/mol～150000g/mol。其它步骤与具体实施方式一至五相同。
[0037]具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤三中所述的加热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的制备方法，其特征在于一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的制备方法是按以下步骤完成的：一、配制MXene溶液：将MXene粉末溶解到去离子水中，磁力搅拌至完全溶解，得到MXene溶液；二、配制聚苯胺分散液：将聚苯胺粉末分散到乙醇溶液中，磁力搅拌，得到聚苯胺分散液；三、制备MXene/多孔尼龙薄膜：将多孔尼龙膜放置在喷涂设备的加热板上，使用注射器取出定量的步骤一中配制的MXene溶液，通过喷涂的方式涂覆到多孔尼龙膜上，得到MXene/多孔尼龙薄膜，随后将薄膜放置在烘箱中干燥；四、制备聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜：将步骤三中得到的干燥的MXene/多孔尼龙薄膜再次放置在喷涂设备的加热板上，使用注射器取出定量的步骤二中配制的聚苯胺分散液，通过喷涂的方式涂覆到MXene/多孔尼龙薄膜上，随后放置在烘箱中干燥，得到聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜。2.根据权利要求1所述的一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的MXene为Ti3C2、Ti2C、Nb3C4、Nb2C、V3C2、V2C、Ta4C3、Ta2C和Mo2C中的一种。3.根据权利要求1所述的一种聚苯胺/MXene/多孔尼龙薄膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的MXene溶液的质量浓度为0.1mg/mL～0.9mg/mL；步骤一中所述的磁力搅拌的速度为100r/min～1000r/min。4.根据权利要求1所述的一种聚苯胺/M...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵九蓬，宋姗姗，张雷鹏，李垚，徐高平，王博，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：