[发明专利]一种基于海藻酸钠的复合产电纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、配置2-4wt％海藻酸钠溶液、10-20mg/mL氧化石墨烯溶液、2-8mg/mLCNT溶液、2-4mol/L氯化锂溶液和5-15wt％CaCl₂的纤维凝固浴备用；

步骤二、取步骤一中配置好的海藻酸钠溶液、氧化石墨烯溶液，取纤维素纳米纤维，按照55-70％的海藻酸钠溶液、10-15％的氧化石墨烯溶液、15-33％的纤维素纳米纤维的比例混合均匀；其中，海藻酸钠溶液、氧化石墨烯溶液及纤维素纳米纤维百分比相加和为1；向上述溶液中添加5mL所述CNT溶液，混好搅拌均匀，得到混合溶液；

步骤三、所述混合溶液通过进样器注入所述纤维凝固浴中，形成纤维；

步骤四、清洗所述纤维后自然晾干，用所述氯化锂溶液浸泡处理后晾干，获得复合产电纤维。

2.根据权利要求1所述的基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤一包括配置3wt％海藻酸钠溶液、15mg/mL氧化石墨烯溶液、5mg/mL CNT溶液、3mol/L氯化锂溶液和10wt％CaCl₂的纤维凝固浴。

3.根据权利要求1所述的基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：所述海藻酸钠溶液制备包括如下步骤，量取一定量的去离子水于烧杯中，称取纯化后干燥好的海藻酸钠粉末，边搅拌边加入到烧杯中，室温下磁力搅拌4小时，使海藻酸钠充分溶胀，然后在50℃水浴中继续搅拌0.5小时，使海藻酸钠充分溶解，得到均匀稳定的海藻酸钠溶液。

4.根据权利要求1所述的基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：所述氯化锂水溶液制备包括如下步骤，在容器中加入12.7g氯化锂和100ml水，在室温下剧烈搅拌2-3min获得浓度为3mol/L的氯化锂水溶液。

5.根据权利要求1所述的基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯溶液制备包括，制备氧化石墨烯粉末和用所述氧化石墨烯粉末制备氧化石墨烯溶液；

所述制备氧化石墨烯粉末包括：

A1.称取2.5g石墨、12.5g高锰酸钾，配备500mL5wt％硫酸；

A2.将石墨加入硫酸中，充分搅拌；在10℃冰浴中每隔2分钟将高锰酸钾分批加入石墨和硫酸的混合物中，将混合物加热到40℃保持1小时，1小时后每隔10分钟手动搅拌1次使混合物均匀分布，共3.5小时，静置一夜；

A3.除去上清液后缓慢加入300毫升去离子水和20毫升35％的过氧化氢溶液，溶液由棕褐色变为金黄色；

A4.将配置好的氧化石墨烯溶液装入离心管以4000rmp离心约25分钟，使上清液与浓稠试剂完全分离；

A5.取出，倒出上清液，水洗至体系呈中性，即得到氧化石墨烯；溶液烘干除去水分，得到氧化石墨烯粉末；

所述氧化石墨烯粉末制备氧化石墨烯溶液包括如下步骤：

取一定量的氧化石墨烯粉末，加入去离子水，采用超声分散仪间歇分散30分钟，制得15mg/mL氧化石墨烯溶液。

6.根据权利要求1所述的基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：所述CNT溶液制备包括如下步骤，取一定量的石墨化羧基化多壁碳纳米管粉末，加入去离子水，采用超声分散仪间歇分散15分钟，制得5mg/mL的CNT溶液。

7.根据权利要求1所述的基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：所述纤维凝固浴制备包括如下步骤，称取一定量无水氯化钙，加入体积比1：1的去离子水与无水乙醇的混合溶液，搅拌至充分溶解，制成质量分数10wt％的CaCl₂凝固浴溶液。

8.根据权利要求1所述的基于海藻酸钠的复合产电纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，清洗所述纤维包括依次采用无水乙醇和去离子水清洗；清洗所述纤维后，用氯化锂溶液浸泡处理，随后用聚四氟乙烯棒收集并自然晾干。