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专利号: 2017107557202
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-05-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备方法,其特征在于包括如下步骤:

(1)油性成膜溶液的配制:取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物添加到三氯甲烷溶液中,搅拌后静置,使苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物完全溶解,得到油性成膜溶液,待用;

(2)球磨法制备石墨烯:在球磨罐中加入石墨粉和湿介质进行球磨,旋转托盘转速为

2800-3200rpm,球磨时间为40-50h,开罐取出石墨烯加入盐酸清洗除去产物中多余杂质,再用去离子水洗净,冷冻干燥,得到固体石墨烯;

(3)聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸-石墨烯导电复合材料的制备:称取固体石墨烯加入到聚苯乙烯磺酸溶液中,超声分散,然后加入3,4-乙烯二氧噻吩单体,并在搅拌条件下逐滴加入三氯化铁溶液,继续搅拌反应10-14h,离心分离所得的墨绿色浆液,并分别用无水乙醇和蒸馏水反复清洗多次至洗涤液无色,收集固体,70-80℃下真空干燥10-14h,得到聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸-石墨烯导电复合材料;

(4)水性导电溶液的配制:将步骤(3)得到的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸-石墨烯导电复合材料添加到水中,超声分散,得到水性导电溶液,待用;

(5)高分子导电纤维的制备:将步骤(4)的水性导电溶液和步骤(1)的油性成膜溶液进行混合,并用进行超声处理,从而得到混合均一的水油W/O导电溶液,取导电混合液倒入特制的模具中,放置20-30h后,自然干燥,取出导电纤维并烘干;

(6)柔性纤维传感器电极的制备:将步骤(5)得到的高分子导电纤维裁剪为小段;

(7)银纳米线的制备:将丙三醇加入500mL三口烧瓶中,加入5-6gPVP,升温至55-65℃并机械搅拌直至PVP完全溶解;待体系温度降至室温后,加入1-2g硝酸银,搅拌至完全溶解;然后加入含有56-60mg氯化钠和0.3-0.7mL水的丙三醇溶液8-12mL,持续搅拌并加热,当温度达到设定值后关闭加热,降至室温;加入与丙三醇同体积的水,静置过夜后倒去上层清液,用异丙醇再对溶液底部的沉淀物进行分散,然后将溶液在离心处理,重复数次,得到分散在异丙醇溶液中的银纳米线;

(8)银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备:用氧等离子体处理裁剪后的高分子导电纤维表面,然后将高分子导电纤维侵入含有银纳米线的异丙醇溶液中,在室温下干燥,得到银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极。

2.如权利要求1所述的一种银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述油性成膜溶液中苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的质量分数为5-

20%。

3.如权利要求1所述的一种银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述湿介质为二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、表面活性剂水溶液、干冰其中的一种。

4.如权利要求1所述的一种银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,石墨烯与聚苯乙烯磺酸、聚3,4-乙烯二氧噻吩、氯化铁的质量比为1-2∶1-

2∶1-3∶1-3。

5.如权利要求1所述的一种银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,超声分散的时间为25-35min,水性导电溶液中聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸-石墨烯的质量分数为5-20%。

6.如权利要求1所述的一种银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,水性导电溶液和油性成膜溶液的重量比为0.1-1∶1;超声处理时间为10-

20min;所述模具为一长体钢板,钢板中心加工有一纤维形状的凹槽,凹槽长25-35cm,直径

2.5-3.5mm,干燥温度为65-75℃,干燥时间为1.5-2.5h。

7.如权利要求1所述的一种银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备方法,其特征在于,步骤(6)中,裁剪后的高分子导电纤维的长度为7-9mm。

8.如权利要求1所述的一种银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备方法,其特征在于,步骤(7)中,丙三醇的体积为180-200mL,加热的温度200-220℃,水的体积为180-

200mL,离心速率为5000-7000rpm/min,离心时间为8-12min。

9.如权利要求1所述的一种银纳米线修饰的柔性纤维传感器电极的制备方法,其特征在于,步骤(8)中,室温下干燥的时间至少为5h。