一种具有超疏水性能的导电滤纸的制备方法

1.本发明涉及一种具有超疏水的柔性导电滤纸的制备工艺及其在电子器件方面的应用，具体为一种防水可穿戴柔性器件的制备。


背景技术：

2.将超疏水性与导电性结合在一起的柔性织物是新兴应用领域的强烈需求，如可穿戴电子传感器、电子皮肤和耐腐蚀电路。然而，实现超亲水性、导电性和对各种恶劣环境的适应性的集成仍然受到限制。
3.将先进电子功能与柔性基板相结合的可穿戴设备已经火爆，并将给人类生活和工业生产方式带来革命性的变化，如可穿戴充电电池和超级电容器、健康监测系统、电子手镯、柔性显示器、传感器等。在实际使用中，这些可穿戴设备肯定会频繁弯曲和变形。显然，柔性和导电性必将成为可穿戴设备的必然要求。柔性有机半导体似乎是制备可穿戴设备的理想材料。其中纸基材料由于具有生物可降解、可再生、超轻、可折叠、经济性等优良性能，纸基材料已成制备这种穿戴设备的首选材料之一。因此，人们已经做了很多工作，通过使用、聚苯胺、聚噻吩等性能优异的有机半导体材料进行制备器件，但由于其价格昂贵，不适合大规模制备可穿戴器件。
4.针对现有技术的不足，本发明涉及一种具有超疏水的柔性导电滤纸的制备工艺及其在电子器件方面的应用，具体为一种防水可穿戴柔性器件的制备。


技术实现要素：

5.为了实现上述目的，本发明提供一种具有超疏水性能的导电滤纸的制备方法，该方法包括如下步骤：
6.s1、将石墨烯浆均匀涂在滤纸上，干燥完全。
7.s2、将s1所得的滤纸浸泡在mnso4溶液中3～8min；
8.s3、将s2中获得的滤纸取出，除去滤纸表面残液，再放入naoh溶液中，浸泡2～10s；
9.s4、将s3获得的滤纸取出，除去其表面残液，再放入低表面能剂溶液中，浸泡50～120s；
10.s5、将s4获得的滤纸取出，干燥至滤纸表面同时附着有二氧化锰。
11.进一步地，所述柔性超疏水导电滤纸应用于电子元器件领域；
12.进一步地，在12v的直流电下，将超疏水性能的导电滤纸置于电路中，记录其电导率和接触角变化。
13.与现有技术相比，本发明具备以下优点：
14.制备方法工艺简单便捷、成本低，制备得到的超疏水导电滤纸柔性和导电性较好、防水能力强，适用于各类形状的电子器件需求。
附图说明
15.图1位实施例1：超疏水导电滤纸的表面微观结构；
16.图2为实施例2：样品在电路中的电导率及接触角变化。
具体实施方式
17.本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
18.各实施例中，mnso4溶液的制备方法为：取mnso4和去离子水，往mnso4中加入去离子水，使用玻璃棒搅拌溶解至无颗粒后，再将剩余溶液全部倒入即得；
19.naoh溶液的制备方法为：取naoh和去离子水，分多次将去离子水倒入naoh中混合，在室温待其冷却即得；
20.硬脂酸溶液的制备方法为：取硬脂酸和无水乙醇，混合经超声处理30min，并于磁力搅拌器中搅拌30min后即得。
21.实施例1：制备具有超疏水性能的导电滤纸
22.制备过程为：将石墨烯浆均匀涂在滤纸上，干燥完全，然后依次浸泡在mnso4溶液中5min；取出吸除表面残余液体后再浸入naoh溶液2s，取出吸除表面残余液体后，再浸入硬脂酸溶液中1min，取出干燥。即可制得具有超疏水性能的导电滤纸
23.实施例2：性能检测
24.1、表面微观结构
25.2、疏水导电稳定性测试
26.将实施组置于电路中，每隔一段时间测量实施组的电导率以及接触角，结果如表1所示，从表1可以看出：样品的接触角以及电导率趋于一个固定的值，可见实验组制得的滤纸具有良好的超疏水性能以及导电性。
27.表1样品在电路中的电导率及接触角变化
28.t(min)05101520电导率(s)0.005230.005230.00460.004890.00523接触角(
°
)158.48159.58157.89159.9160.01t(min)2530354045电导率(s)0.004710.005230.005230.004890.00489接触角(
°
)158.89158.78159.87158.76159.89


技术特征：
1.一种具有超疏水性能的导电滤纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、将石墨烯浆均匀涂在滤纸上，干燥完全。s2、将s1所得的滤纸浸泡在mnso4溶液中3～8min；s3、将s2中获得的滤纸取出，除去滤纸表面残液，再放入naoh溶液中，浸泡2～10s；s4、将s3获得的滤纸取出，除去其表面残液，再放入低表面能剂溶液中，浸泡50～120s；s5、将s4获得的滤纸取出，干燥至滤纸表面同时附着有二氧化锰。2.根据权利要求1所述的具有超疏水性能的导电滤纸制备方法，其特征在于，步骤s1中，干燥过程为：常温下干燥24～36h，或者在100～130℃下6～9h。3.根据权利要求1所述的具有超疏水性能的导电滤纸制备方法，其特征在于，步骤s2中，mnso4溶液的浓度为8～15wt％。4.根据权利要求1所述的具有超疏水性能的导电滤纸制备方法，其特征在于，步骤s3中，naoh溶液的浓度为1～8wt％。5.根据权利要求1所述的具有超疏水性能的导电滤纸制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述低表面能剂为硬脂酸(sta)、聚二甲基硅氧烷(pdms)、全氟辛基三乙氧基硅烷(pots)、氟代癸基多面体低聚倍半硅氧烷(f-poss)、二十烷、八异丁基多面体寡聚倍半硅氧烷(ib-poss)、氟辛基多面体寡聚倍半硅氧烷(foo-poss)中的任意一种。6.根据权利要求1所述的具有超疏水性能的导电滤纸制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述低表面能剂浓度为8～15wt％。7.根据权利要求1所述的具有具有超疏水性能的导电滤纸的制备方法，其特征在于，步骤s5中，干燥过程为：自然干燥9～12h。8.一种具有超疏水性能的导电滤纸，其特征在于，由根据权利要求1至7中任一项所述的制备方法制得。

技术总结
本发明公开了一种具有超疏水性能的导电滤纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将石墨烯浆液均匀涂在滤纸上，置于120℃烘箱中2～3h，形成导电层。S2、将S1获得的碳纸浸泡在MnSO4溶液中3～8min；S3、将S2中获得的滤纸取出，除去滤纸表面残液，再放入NaOH溶液中，浸泡2～10s；S4、将S3获得的滤纸取出，除去其表面残液，再放入低表面能剂溶液中，浸50～120s；S5、将S4获得的滤纸取出，干燥至滤纸表面附有二氧化锰，形成疏水层。本发明制得的导电滤纸同时具有轻薄、可折叠等性能，满足市场需求，并且制备工艺简单、便捷、成本低、对环境影响小，反应条件温和，对反应设备要求低，可大规模生产。产。产。


技术研发人员：殷祚炷 谢宇 陈小祥 程伊 薛名山
受保护的技术使用者：南昌航空大学
技术研发日：2022.08.26
技术公布日：2023/1/13