【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种anf/cnt/pedot：pss气凝胶纤维及其制备方法和应用，属于气凝胶材料。
技术介绍
1、气凝胶纤维是一种具有高度多孔结构和大比表面积的材料，因其出色的性能和广泛的应用潜力而受到广泛关注。在纳米技术和柔性电子学的发展下，寻求具有优异导电性能和可调控性的气凝胶纤维材料成为了研究的热点。目前常常利用溶液共混法将anf与导电材料进行纺丝制备纤维传感器，而现有的anf纤维材料的导电性较差及循环回复率较低的缺陷，严重影响了其在工业上的应用
2、中国专利cn114438617a公开了anf/cnt/ppy气凝胶纤维传感器及其制备方法和应用。anf/cnt/ppy气凝胶纤维作为一种新型纤维材料，存在一些问题需要解决。尽管在anf/cnt/ppy水凝胶纤维中引入了导电层，但其导电性可能存在不稳定性。由于材料的复杂结构和成分，导电性能可能受到外界环境、湿度、温度等因素的影响，从而导致导电性能波动或下降，即导电性能不稳定。其次，由于材料的特殊结构和组分，导电层可能会出现疲劳、分解或失效问题，从而导致循环使用后气凝胶纤维机械强度下降。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种anf/cnt/pedot：pss气凝胶纤维及其制备方法和应用，以解决现有技术中存在较低的机械强度，导电性能不稳定等问题，本专利技术采用原位聚合的方式引入导电聚合物pedot：pss，制备出具有双导电网络的多孔纤维结构，可通过微小的拉伸或压缩来改变其导电性而达到传感的目的。
2、具体采用
3、一种anf/cnt/pedot：pss气凝胶纤维的制备方法，具体包括以下步骤：
4、s1、将cnt分散液、anf分散液和pedot：pss分散液混合得anf/cnt/pedot：pss悬浮液；
5、s2、将s1中的anf/cnt/pedot：pss悬浮液滴至去离子水中，得anf/cnt/pedot：pss水凝胶纤维；
6、s3、将s2中的anf/cnt/pedot：pss水凝胶浸润至pedot：pss分散液中得到吸附有pedot：pss分散液的anf/cnt/pedot：pss水凝胶纤维，再滴加fecl3溶液，再经后处理并冷冻干燥得anf/cnt/pedot：pss气凝胶纤维。
7、优选的，s1中，anf、pedot：pss与cnt的质量比为2-6：0.5-2：1，其中：anf分散液中anf的质量分数、cnt分散液中cnt的质量分数、pedot：pss分散液中pedot：pss的质量分数均为1～5％。
8、进一步的，anf、pedot：pss与cnt的质量比为4：1：1。
9、anf分散液中anf的质量分数、cnt分散液中cnt的质量分数、pedot：pss分散液中pedot：pss的质量分数均为1～5％，优选为1％～3％。
10、优选的，anf分散液的制备方法，包括以下步骤：anf加入甲基吡咯烷酮，经浸润、烘干的前处理后得anf，再加入氢氧化钾、去离子水、氯化钠和dmso，搅拌混合，直至anf分散，溶液呈现红色粘稠状，得到anf分散液，其中：anf前处理为：甲基吡咯烷酮浸没anf 1-1.5h烘干；氢氧化钾、去离子水、氯化钠和dmso的质量比为1：1-2：1-2：30-60。
11、进一步的，anf前处理为：甲基吡咯烷酮浸没anf 1h，氢氧化钾、去离子水、氯化钠和dmso的质量比为1：1.5：1.5：50。
12、需要说明的是，anf的长度为2～3cm，混合条件为：30～50℃下搅拌1.5～2.5h。
13、优选的，cnt分散液的制备方法，包括以下步骤：混合羧基化cnt固体粉末和dmso按比例混合，经超声分散，得cnt分散液。
14、进一步的，将羧基化cnt固体粉末与dmso按比例混合，超声分散1-4h，即得。
15、优选的，pedot：pss分散液的制备方法，包括以下步骤：pedot：pss分散在dmso中，得到pedot：pss分散液。
16、优选的，在步骤s2中，将anf/cnt/pedot：pss悬浮液，通过针头挤出到温度为50～80℃的去离子水中；挤出速度为5～10ml/min。
17、进一步的，针头尺寸为20号。
18、优选的，在步骤s3中，其中anf/cnt/pedot：pss水凝胶纤维在pedot：pss分散液中浸泡时间为2～4min，pedot：pss分散液浓度为1％-5％，更优选为1％～3％；fecl3溶液浓度为0.1-1mol/l；其中，吸附有pedot：pss分散液的anf/cnt/pedot：pss水凝胶纤维与fecl3溶液的体积比为1：0.2-0.6；anf/cnt/pedot：pss水凝胶纤维与pedot：pss溶液体积比为1：2-8。
19、后处理的条件为：搅拌时间为0.5～1.5h，用20～50％叔丁醇水溶液进行溶剂置换24～30h，冷冻干燥的条件为：-35～45℃温度下冷冻24～72h。
20、进一步的，anf/cnt/pedot：pss水凝胶纤维与fecl3溶液的体积比为1：0.5，pedot：pss分散液浓度为2％，fecl3溶液的浓度为1mol/l；anf/cnt/pedot：pss水凝胶纤维与pedot：pss溶液体积比为1：6。
21、后处理的条件为：搅拌时间为1h，用25％叔丁醇水溶液进行溶剂置换28h，冷冻干燥的条件为：-40℃温度下冷冻48h。
22、一种anf/cnt/pedot：pss气凝胶纤维，通过上述制备方法制得。
23、上述的anf/cnt/pedot：pss气凝胶纤维应用在制备传感器、柔性电子材料和能源储存材料。
24、一种传感器，由上述的anf/cnt/pedot：pss气凝胶纤维制成。
25、上述的传感器应用于信息传感和运动检测。
26、本专利技术的有益效果是：
27、(1)电导性能：为了进一步提高复合材料的anf/cnt气凝胶纤维的导电性能和可调控性，本专利技术中引入pedot：pss作为第三种组分，ped ot：pss具有良好的导电性和可溶性，能够填充cnt之间的空隙，减少cnt的团聚现象，并形成额外的导电路径，进一步增强了复合材料的导电性能，导电性能比现有技术提升了1.41-2.84倍；
28、(2)机械强度和柔韧性：anf/cnt/pedot：pss气凝胶纤维具有良好的机械强度和柔韧性，使得纤维在拉伸和弯曲时能够更好地保持其结构完整性，anf/cnt/pedot：pss气凝胶纤维的断裂强度为7.93481～8.74811mpa，相比anf/cnt气凝胶纤维的断裂强度提升了8.76-19.9％；
29、(3)可塑性：anf/cnt/pedot：pss气凝胶纤维表现出较高的可塑性，可以适应各种形状和应变要求，这使得气凝胶纤维在应用中更本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种ANF/CNT/PEDOT：PSS气凝胶纤维的制备方法，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，在步骤S1中，ANF、PEDOT：PSS与CNT的质量比为2-6：0.5-2：1，其中：ANF分散液中ANF的质量分数、CNT分散液中CNT的质量分数、PEDOT：PSS分散液中PEDOT：PSS的质量分数均为1～5％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，将ANF/CNT/PEDOT：PSS悬浮液，通过针头挤出到温度为50～80℃的去离子水中；挤出速度为5～10mL/min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，用PEDOT：PSS分散液浸泡时间为2～4min，PEDOT：PSS分散液浓度为1％-5％；FeCl3溶液浓度为0.1-1mol/L；其中，吸附有PEDOT：PSS分散液的ANF/CNT/PEDOT：PSS水凝胶纤维与FeCl3溶液的体积比为1：0.2-0.6；ANF/CNT/PEDOT：PSS水凝胶纤维与PEDOT：PSS溶液体积比为1：2-8；p>
5.一种ANF/CNT/PEDOT：PSS气凝胶纤维，其特征在于，通过权利要求1-4任一项制备方法制备。
6.权利要求5所述的ANF/CNT/PEDOT：PSS气凝胶纤维在制备传感器、柔性电子材料和能源储存材料方面的应用。
7.一种传感器，其特征在于，由权利要求5所述的ANF/CNT/PEDOT：PSS气凝胶纤维制成。
8.权利要求7所述的传感器应用于信息传感和运动检测。
...【技术特征摘要】
1.一种anf/cnt/pedot：pss气凝胶纤维的制备方法，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，在步骤s1中，anf、pedot：pss与cnt的质量比为2-6：0.5-2：1，其中：anf分散液中anf的质量分数、cnt分散液中cnt的质量分数、pedot：pss分散液中pedot：pss的质量分数均为1～5％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，将anf/cnt/pedot：pss悬浮液，通过针头挤出到温度为50～80℃的去离子水中；挤出速度为5～10ml/min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，用pedot：pss分散液浸泡时间为2～4min，pedot：pss...
【专利技术属性】
技术研发人员：司苏求，刘玮，王嘉宁，张雨晴，尹思一，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：
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