本发明专利技术属于多功能纺织技术领域，公开了一种石墨烯纳米铜导电织物及其制备方法。制备方法包括：S1.对纯棉织物进行预处理，去除所述纯棉织物表面的油污及杂质，并使所述纯棉织物的纤维吸湿溶胀以打开纤维内部孔道，得到溶胀棉织物；S2.将所述溶胀棉织物脱水后置于硅烷偶联剂溶液中，浸泡处理，得到改性棉织物；S3.将所述改性棉织物采用GO/CuSO<subgt;4</subgt;悬浮液进行多次重复浸渍‑烘干整理，得到GO/Cu<supgt;2+</supgt;棉织物；S4.将所述GO/Cu<supgt;2+</supgt;棉织物置于还原液中进行还原处理，得到石墨烯纳米铜导电织物。该石墨烯纳米铜导电织物具有高导电、抗紫外线、抗菌等效果，耐洗、抗氧化，使用寿命长且具备织物的柔软性和可变形性。
1、在现代科技和工程领域，导电材料的研究和应用变得越发重要。传统导电材料在柔性和可穿戴性方面存在限制，导致其在可穿戴设备和智能纺织品领域的应用受到局限。已报道的导电织物制备方法有三类，一是在纺丝阶段引入导电成分获得导电纤维；二是对纤维或纱线进行导电处理，通常直接与导电纤维混纺、编织或在纤维、纱线表面引入导电填料，如金属填料、碳基填料或导电聚合物；三是以织物为基底进行后整理，主要包括表面均匀涂覆和浸渍两种方法。然而共混纺丝法不适用于棉、麻、毛、丝等天然纤维，与导电纤维混纺、编织制得的织物手感粗糙、服用舒适性差，且导电纤维本身加工较为困难，涂覆法工艺简单、成本较低，但涂层织物容易堵塞织物孔隙，耐水洗性能差、弯折易产生裂痕，影响织物透气性和导电性能。因此如何提高导电织物导电性能、导电耐水洗性能的同时，保持织物原有的柔软透气、可弯折拉伸性，是目前急需解决的问题。
2、石墨烯，由单层碳原子构成的二维材料，因其出色的导电性、热传导性和机械性能而备受瞩目。石墨烯与织物的结合通常需要经过氧化形成氧化石墨烯负载到织物上再还原的方式，还原后石墨烯存在结构缺陷，导电性能有待提高。金属材料具有良好的电热性能、高耐腐蚀性以及优良的加工性能，随着科学技术的迅速发展，对金属材料需求量增加以及特殊环境的高要求，限制了其在某些行业的发展速度，为减少金属用量、降低成本、提高综合性能，需要寻找合适的材料与金属复合。
>1、有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种石墨烯纳米铜导电织物及其制备方法，实现导电性和可穿戴性的完美平衡，为智能纺织品、健康监测装置、电子皮肤等领域的应用提供了新的可能性。2、一种石墨烯纳米铜导电织物的制备方法，包括以下步骤：
3、s1.对纯棉织物进行预处理，去除所述纯棉织物表面的油污及杂质，并使所述纯棉织物的纤维吸湿溶胀以打开纤维内部孔道，得到溶胀棉织物；
4、s2.将所述溶胀棉织物清洗烘干后置于硅烷偶联剂溶液中，浸泡处理，得到改性棉织物；
5、s3.将氧化石墨烯和硫酸铜的混合物加入去离子水中，配置成go/cuso4悬浮液，将所述改性棉织物采用所述go/cuso4悬浮液进行多次重复浸渍-烘干整理，直至go/cuso4悬浮液完全处理到织物上，得到go/cu2+棉织物；
6、s4.将弱还原剂与pvp溶解在去离子水中，调节ph为8-10，配制还原液；将所述go/cu2+棉织物置于所述还原液中，100-180℃，反应3-12h，得到石墨烯纳米铜导电织物。
7、进一步的，步骤s1中，所述预处理为：将棉织物在浓度为1wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚溶液中浸泡10-30min，浸泡温度为35-55℃。
8、进一步的，步骤s2中，所述硅烷偶联剂溶液为γ-巯丙基三乙氧基硅烷和乙醇的混合液。
9、进一步的，γ-巯丙基三乙氧基硅烷和乙醇的体积比为1:9。
10、进一步的，所述浸泡处理的浴比为1∶60，温度为室温，浸泡时间1-4h。
11、进一步的，步骤s3中，所述go/cuso4悬浮液中，go与cuso4的质量比为3:1。
12、进一步的，步骤s3中，所述浸渍-烘干整理具体为：将所述改性棉织物浸渍在go/cuso4悬浮液中5-30min，轧去多余液体，在60-80℃下烘干。
13、进一步的，步骤s3中，所述改性棉织物与所述氧化石墨烯和硫酸铜的混合物的质量比为200:(20-60)。
14、进一步的，所述还原液中，弱还原剂的浓度为1-6g/l，pvp浓度为1-10g/l。
15、进一步的，所述弱还原剂为维生素c、葡萄糖和l-酪氨酸中的一种。
16、本专利技术提供了一种上述的制备方法制备得到的石墨烯纳米铜导电织物，所述石墨烯纳米铜导电织物为负载有石墨烯、铜纳米粒子和铜纳米线的棉织物。
17、本专利技术还提供了一种上述石墨烯纳米铜导电织物在柔性传感器中的应用。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
19、(1)由于γ-巯丙基三乙氧基硅烷具有双官能团性，其一端的乙氧基通过缩合反应和棉纤维表面或go表面的羟基反应，另一端的巯基和铜配位，使纳米铜粒子定位沉积。此外，硅烷偶联剂分子中的硅醇还可相互缔合并聚合形成网状结构的膜，覆盖在纤维表面，使铜粒子与纤维可以牢固结合。同时，巯基官能团的引入不仅可以提高棉纤维表面与氧化石墨烯的亲和性，将氧化石墨烯牢固地负载在棉纤维上，而且巯基官能团具有一定的抗氧化性，有助于减少负载过程的氧化程度，提高导电性能。
20、(2)本专利技术制备go与cuso4混合液浸渍棉织物，cu2+吸附在go表面和片层间以及棉纤维上，弱还原剂用于还原go和铜离子成rgo和纳米铜粒子，pvp作为表面活性剂，用于调控铜纳米线的晶面生长和形貌。氧化石墨烯硫酸铜体系经还原后形成的还原氧化石墨烯-铜纳米颗粒-铜纳米线(rgo-cunps-cunws)三维多层次导电网络，可以实现更高的导电性能，形成多个导电路径，有效降低电阻。即使在复杂的纺织品或材料中，这种网络结构也能够保持导电性能的均匀性，从而实现全方位的导电。
21、(3)本专利技术的制备方法操作简单，成本低，所制得的导电织物具有高导电、电磁屏蔽、抗紫外线、抗菌等效果，耐洗、抗氧化，使用寿命长且具备织物的柔软性和可变形性，可广泛应用于可穿戴技术、传感器、能量应用、电磁屏蔽、医疗等多个领域。
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【技术保护点】
1.一种石墨烯纳米铜导电织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述预处理为：将棉织物在浓度为1wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚溶液中浸泡10-30min，浸泡温度为35-55℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述硅烷偶联剂溶液为γ-巯丙基三乙氧基硅烷和乙醇的混合液。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述GO/CuSO4悬浮液中，GO与CuSO4的质量比为3:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述浸渍-烘干整理具体为：将所述改性棉织物浸渍在GO/CuSO4悬浮液中5-30min，轧去多余液体，在60-80℃下烘干。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述改性棉织物与所述氧化石墨烯和硫酸铜的混合物的质量比为200:(20-60)。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述弱还原剂为维生素C、葡萄糖和酪氨酸中的一种。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述还原液中，所述弱还原剂的浓度为1-6g/L，PVP浓度为1-10g/L。
9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的石墨烯纳米铜导电织物，所述石墨烯纳米铜导电织物为负载有石墨烯、铜纳米粒子和铜纳米线的棉织物。
10.权利要求9所述的石墨烯纳米铜导电织物在柔性传感器中的应用。
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【技术特征摘要】
1.一种石墨烯纳米铜导电织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述预处理为：将棉织物在浓度为1wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚溶液中浸泡10-30min，浸泡温度为35-55℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述硅烷偶联剂溶液为γ-巯丙基三乙氧基硅烷和乙醇的混合液。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述go/cuso4悬浮液中，go与cuso4的质量比为3:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述浸渍-烘干整理具体为：将所述改性棉织物浸渍在go/cuso4悬浮液中5-30mi...
【专利技术属性】
技术研发人员：高晓红，张雪婷，杨旭礼，王梁宇，包育闻，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：
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