一种添加纳米钻石烯的秸秆画材料及制备方法_2

文档序号:9834856阅读:来源:国知局
理后的纳米钻石稀1-5份、植物染料55份、分散剂2份、白研J0份、去尚子水100份;分散剂 为8¥1(-163 ;氯化钠与悬浊液的质量比为5:50。
[0016] 纳米钻石烯为层片状单晶结构,同一片层的碳原子之间为sp3轨道杂化碳键连接, 层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接;该纳米钻石稀的平均粒径为500nm;该纳米 钻石烯的C含量为99~100%。
[0017]纳米钻石烯的表面功能化处理步骤如下:将纳米钻石烯至于质量比为1: 5的浓硝 酸/浓硫酸的混合液中,加热回流后离心沉淀,取沉淀物用去离子水洗涤至pH值为5.0-6.0, 依次用0.5mol/L的NaOH溶液和0.5mol/L的HC1溶液洗涤沉淀物并同时超声分散2h,最后用 去离子水洗涤后烘干制得表面功能化处理的纳米钻石烯。
[0018] 制备染色溶液步骤前面有原料预处理步骤,原料预处理步骤包括原料浸泡处理步 骤和熏蒸处理步骤,制备染色溶液步骤后面有染色处理步骤;所述染色处理步骤如下:将原 料预处理步骤得到的原料加入染色溶液中,加热至70°C,搅拌并该温度条件下保持4h,将秸 杆取出,清洗后风干,制得秸杆画材料。
[0019] 原料浸泡处理:将原料浸泡在氯化钠溶液中,浸泡12h后取出并进行晾晒至干燥, 重复上述步骤4次;氯化钠溶液中氯化钠与水的质量比为5:50。
[0020]熏蒸处理采用硫磺进行熏蒸,熏蒸时间3h;硫磺与原料的质量比为1: 600。
[0021] 一种添加纳米钻石烯的秸杆画材料的制备方法制得的添加纳米钻石烯的秸杆画 材料。
[0022] 实施例2 一种添加纳米钻石烯的秸杆画材料的制备方法,包括制备染色溶液步骤,其具体流程 为:向去离子水中依次加入表面功能化处理后的纳米钻石烯和分散剂并搅拌制成悬浊液, 加入氯化钠,加热至40°C后加入白矾,继续加热至70°C后加入植物染料并进行搅拌,保持该 温度条件2h后提取上层溶液,制得染色溶液;上述流程中各组分的重量份数为:表面功能化 处理后的纳米钻石稀1-5份、植物染料35份、分散剂0.5份、白研^5份、去尚子水70份;分散剂 为BYK-163;氯化钠与悬浊液的质量比为1:50。
[0023]纳米钻石烯为层片状单晶结构,同一片层的碳原子之间为sP3轨道杂化碳键连接, 层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接;该纳米钻石烯的平均粒径为20nm;该纳米钻 石烯的C含量为99~100%。
[0024]纳米钻石烯的表面功能化处理步骤如下:将纳米钻石烯至于质量比为1:(2-5)的 浓硝酸/浓硫酸的混合液中,加热回流后离心沉淀,取沉淀物用去离子水洗涤至pH值为5.0-6.0,依次用0. lmol/L的NaOH溶液和0. lmol/L的HC1溶液洗涤沉淀物并同时超声分散lh,最 后用去离子水洗涤后烘干制得表面功能化处理的纳米钻石烯。
[0025] 制备染色溶液步骤前面有原料预处理步骤,原料预处理步骤包括原料浸泡处理步 骤和熏蒸处理步骤,制备染色溶液步骤后面有染色处理步骤;所述染色处理步骤如下:将原 料预处理步骤得到的原料加入染色溶液中,加热至70°C,搅拌并该温度条件下保持3h,将秸 杆取出,清洗后风干,制得秸杆画材料。
[0026]原料浸泡处理:将原料浸泡在氯化钠溶液中,浸泡10h后取出并进行晾晒至干燥, 重复上述步骤3次;氯化钠溶液中氯化钠与水的质量比为1:50。
[0027]熏蒸处理采用硫磺进行熏蒸,熏蒸时间2h;硫磺与原料的质量比为1:300。
[0028] -种添加纳米钻石烯的秸杆画材料的制备方法制得的添加纳米钻石烯的秸杆画 材料。
[0029] 实施例3 一种添加纳米钻石烯的秸杆画材料的制备方法,包括制备染色溶液步骤,其具体流程 为:向去离子水中依次加入表面功能化处理后的纳米钻石烯和分散剂并搅拌制成悬浊液, 加入氯化钠,加热至40°C后加入白矾,继续加热至70°C后加入植物染料并进行搅拌,保持该 温度条件2_3h后提取上层溶液,制得染色溶液;上述流程中各组分的重量份数为:表面功能 化处理后的纳米钻石烯3份、植物染料45份、分散剂1份、白矾7份、去离子水85份;分散剂为 8丫1(-163 ;氯化钠与悬浊液的质量比为3:50。
[0030]纳米钻石烯为层片状单晶结构,同一片层的碳原子之间为sP3轨道杂化碳键连接, 层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接;该纳米钻石烯的平均粒径为200nm;该纳米 钻石烯的C含量为99~100%。
[0031]纳米钻石烯的表面功能化处理步骤如下:将纳米钻石烯至于质量比为1:(2-5)的 浓硝酸/浓硫酸的混合液中,加热回流后离心沉淀,取沉淀物用去离子水洗涤至pH值为5.0-6.0,依次用0.3mol/L的NaOH溶液和0.3mol/L的HC1溶液洗涤沉淀物并同时超声分散1.5h, 最后用去离子水洗涤后烘干制得表面功能化处理的纳米钻石烯。
[0032] 制备染色溶液步骤前面有原料预处理步骤,原料预处理步骤包括原料浸泡处理步 骤和熏蒸处理步骤,制备染色溶液步骤后面有染色处理步骤;所述染色处理步骤如下:将原 料预处理步骤得到的原料加入染色溶液中,加热至70°C,搅拌并该温度条件下保持3.5h,将 秸杆取出,清洗后风干,制得秸杆画材料。
[0033]原料浸泡处理:将原料浸泡在氯化钠溶液中,浸泡llh后取出并进行晾晒至干燥, 重复上述步骤4次;氯化钠溶液中氯化钠与水的质量比为3:50。
[0034]熏蒸处理采用硫磺进行熏蒸,熏蒸时间2h;硫磺与原料的质量比为1:450。
[0035] 一种添加纳米钻石烯的秸杆画材料的制备方法制得的添加纳米钻石烯的秸杆画 材料。
[0036]秸杆画材料的性能分析 对实施例1中制得的秸杆画材料进行性能测试,其测试结果如表1所示: 表1实施例1制得的秸杆画材料性能测试表
表面功能化处理后的纳米钻石烯能均匀的分散在颜料中,通过分子间的范德华力及秸 杆纤维高分子链的物理缠绕或它们之间的交联作用,使其与秸杆纤维紧密地结合在一起, 纳米钻石烯均匀的包覆在秸杆纤维周围,分子间的作用力增大,提高了纳米钻石烯在染料 成分中的分散性及其与秸杆纤维之间的相容性,从而可以提高染料各方面的性能。
[0037]纳米钻石烯性能测试 (l)XRD分析 图1是a:爆炸法纳米金刚石;b:纳米钻石稀;c:石墨;d:石墨稀的XRD谱图。
[0038]由图1的XRD谱图可知,通过X射线粉末衍射仪(Cu Κα射线,管电压40Kv,管电流 40πιΑ,λ=1.54056Α)测试表明,本发明的新型纳米钻石烯在衍射角2Θ=43.93°和75.3°可以看 到非常明显地衍射峰,与典型的金刚石相衍射峰(111)、(220)相对应,可以证明本发明的新 型纳米钻石烯是具有金刚石物相结构的碳纳米片,同时从XRD谱图上可以看出本发明的新 型纳米钻石烯的衍射主峰(111)的衍射强度远大于爆炸法合成的纳米金刚石,说明本发明 的钻石烯结晶性远比爆炸法合成的纳米金刚石强。同时可以看出石墨烯和石墨在衍射角2Θ =26.3°可以看见明显地衍射峰,与典型的石墨烯和石墨衍射峰(002)对应,与本发明的新型 纳米钻石烯出峰位置不同,这说明本发明的新型纳米钻石烯与石墨、石墨烯的物相构成是 不同的,碳纳米管的主衍射峰的出峰位置为26.4°,对应的晶面为(002),这与本发明制备的 的钻石烯也是不同的。根据谢乐公式D=〇/Pc〇S3,K为常数,β为半高
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