[发明专利]一种用于湿敏材料的羟乙基纤维素复合混酸修饰多壁碳纳米管的混合液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及温敏材料领域，具体涉及一种用于湿敏材料的羟乙基纤维素复合混酸修饰多壁碳纳米管的混合液，及其制备工艺。

背景技术

环境湿度和人们的生产、生活息息相关，作为简易的湿度检测元件，湿度传感器已经被广泛应用于工业、农业、医疗、气象、电子、航空等领域。湿敏材料是湿度传感器的核心部分，发展新型感湿材料己经成为人们研究的重点。多壁碳纳米管是传感器领域的一种新型材料，具有独特的吸附特性，研究基于多壁碳纳米管的湿度传感器对研制新型湿度传感器和拓宽其应用领域具有实际意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于湿敏材料的羟乙基纤维素复合混酸修饰多壁碳纳米管的混合液及其制备工艺，依照该工艺制备的混合液具有良好的温敏特性。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种用于湿敏材料的羟乙基纤维素复合混酸修饰多壁碳纳米管的混合液的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：

a. 向5-10重量份多壁碳纳米管中1:5-10加入混酸，升温至130-150℃恒温油浴回流1-2h，然后在50-60℃恒温干燥2-4h，得到混酸修饰的多壁碳纳米管；

b. 超声分散工艺：向8-15重量份聚乙烯吡咯烷酮中1:5-10加去离子水，用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，得表面活性剂溶液；加入a中所得混酸修饰的多壁碳纳米管，继续用磁力搅拌器搅拌10-20min后，置于超声细胞破碎仪中超声30-40min，离心20-30min，得到多壁碳纳米管的分散液；

c. 向b中所得多壁碳纳米管的分散液中1:15-20加入去离子水，磁力搅拌分散20-30min，加入20-30重量份羟乙基纤维素，再磁力搅拌20-30min，得到均匀的混合液。

其中，步骤a中所述混酸为浓硫酸、浓硝酸以体积比3:1-2混合。步骤b中

所述离心速度为2000-3000rpm。

本发明的反应机理如下：

用浓硫酸-浓硝酸对多壁碳纳米管进行混酸修饰，提高了多壁碳纳米管在水和羟乙基纤维素中的分散性，有利于提高复合材料的湿敏性能。多壁碳纳米管(MWCNT)具有高长径比，将其添加到复合材料中具有纤维增韧和纳米填充的特性，所得复合材料具有高强度、高体积稳定性及高抗渗透性；以非离子型表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为改性剂，结合超声分散工艺对MWCNT的分散效果好，显著改善了复合材料的力学性能。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例

一种用于湿敏材料的羟乙基纤维素复合混酸修饰多壁碳纳米管的混合液的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：

a. 向10kg多壁碳纳米管中1:5加入混酸，升温至140-150℃恒温油浴回流1h，然后在50-60℃恒温干燥2h，得到混酸修饰的多壁碳纳米管；

b. 超声分散工艺：向15kg聚乙烯吡咯烷酮中1:10加去离子水，用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，得表面活性剂溶液；加入a中所得混酸修饰的多壁碳纳米管，继续用磁力搅拌器搅拌20min后，置于超声细胞破碎仪中超声40min，离心30min，得到多壁碳纳米管的分散液；

c. 向b中所得多壁碳纳米管的分散液中1:20加入去离子水，磁力搅拌分散30min，加入30kg羟乙基纤维素，再磁力搅拌30min，得到均匀的混合液。

其中，步骤a中所述混酸为浓硫酸、浓硝酸以体积比3:2混合。步骤b中

所述离心速度为3000rpm。