[发明专利]一种百香果壳石墨烯-CeMOF-PVB复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于石墨烯复合材料的技术领域，特别地涉及一种百香果壳石墨烯‑CeMOF‑PVB复合材料及其制备方法和应用。百香果壳石墨烯‑CeMOF‑PVB复合材料为采用原料包括废弃物百香果壳、CeMOF、PVB乙醇浆料制得的，该复合材料具有宽光谱吸收、低发射功能。本发明的百香果壳石墨烯‑CeMOF‑PVB复合材料可作为导热膜和防腐涂料，导热膜可用于电子器件导热，能够实现宽光谱吸收、低发射功能，能用于国防事业，生产工艺简单、成本低廉、安全环保、可以实现连续工业化生产，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明属于石墨烯复合材料的技术领域，特别地涉及一种百香果壳石墨烯-CeMOF-PVB复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

百香果，学名西番莲，俗名鸡蛋果，属西番莲科西番莲属。百香果主要种植在广西、广东、海南、福建、云南、中国台湾六个南方省份。百香果在国内素有“果汁之王”的称号，其多用于直接食用、制备饮品、果醋、果酒、果茶等食品，也能够用于医药保健。

2011年，全国的百香果种植面积不足万余亩。截止2016年，百香果的全国种植面积已接近了20万亩。毗邻广东的广西和福建是国内百香果的种植大省，广西省的百香果产量从2016年的17.8万亩上升到2017年的21万亩，而2017年的实际种植面积可能超过30万亩，2018年广西省全省百香果的产量已高达25万吨。同时，福建省全省的百香果种植面积从21世纪初的5025亩扩大到2017年36000亩，产量约为4万吨，福建全省预计种植面积达10万亩，产量可达12万吨，产量剧增的百香果市场带来的问题便是数量庞大的百香果壳的处理。一般而言，果壳占鲜百香果重的50%~55%，大量遗弃的百香果壳不仅是资源上的浪费，还会对生态环境造成巨大的压力。

现有技术中专利CN201710196300.5公开了一种CeMOF光催化材料及其制备方法与应用，联吡啶二羧酸的CeMOFs通常具有优异的光学性能，但其湿稳定性较差。

市场上使用的石墨烯导热膜和防腐涂料，尤其是有机高分子材料作为导热膜都不具备宽光谱吸收-低发射功能，因此，目前市场上还没有导热膜和防腐涂料具备宽光谱吸收-低发射功能的产品。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种百香果壳石墨烯-CeMOF-PVB复合材料及其制备方法和应用，克服现有技术存在的问题，利用废弃物百香果壳为原料制备的百香果壳石墨烯-CeMOF-PVB复合材料。

本发明的技术内容如下：

一种百香果壳石墨烯-CeMOF-PVB复合材料，其采用原料包括废弃物百香果壳制得的百香果壳石墨烯-CeMOF-PVB复合材料；

该复合材料具有宽光谱吸收、低发射功能。

本发明还提供了一种百香果壳石墨烯-CeMOF-PVB复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1）准备PVB乙醇浆料；

2）制备百香果壳石墨烯：取百香果壳干粉在氮气氛围下（在氮气速率为10 ml/min）进行加热升温至600~800 ℃，得到百香果壳碳产物，将百香果壳碳产物与乙酸钾混合进行升温加热反应，在氮气条件下以1 ℃/min的速率从室温升温至800~1100 ℃，保留1~5小时，进一步除去杂原子以利石墨烯的形成，然后以5 ℃/min的速率降温到室温，即得到百香果壳石墨烯，采用乙酸钾可减少对炉膛的腐蚀作用，并减少生产过程中的酸和碱的用量；

3）制备百香果壳石墨烯-CeMOF复合材料：取CeCl₃•7H₂O，2,2’-联吡啶-5,5’-二甲酸和百香果壳石墨烯混合进行加热反应，依次加入DMF和DMSO并搅拌均匀，之后进入控温反应，得到淡黄色析出物，洗涤之后用二氯乙烷浸泡，之后进行离心、干燥即得到百香果壳石墨烯-CeMOF；