利用植物提取液改性制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法与流程

本发明涉及一种石墨烯气凝胶的制备方法，具体涉及一种利用植物提取液改性制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法。

背景技术：

石墨烯独特的电学、热学和力学性能使其在电子器件、复合材料、传感器、能量存储等领域具有广阔的应用前景。由于所有已知的原因，石墨烯的导电性不能完全控制，因为它没有带隙。石墨烯的掺杂通过用包括n，b，p，s等的杂原子取代碳原子以此来形成点缺陷打开其带隙和调制导电类型。因此石墨烯的元素掺杂已经成为现在研究的热潮近些年已被大量的文献所报道。而石墨烯的氮掺杂作为最普遍的掺杂方式，已经制备了各种基于氮掺杂的功能石墨烯材料。我们知道，n原子和c原子之间有大的电负性，这可以增加相邻c原子上的电荷密度，从而提高电化学性能。并且已经有研究表明，n元素的掺杂不仅增强了石墨烯和纳米材料之间的相互作用，而且增加了锚定金属纳米颗粒的活性位点，以进一步增强其催化活性。所以氮掺杂的石墨烯基材料有着广阔的应用前景。基于此，氮掺杂石墨烯材料的工业化制备我们更应倍加关注。目前，制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法主要有原位自组装，化学交联，化学气相沉积(cvd)，电化学合成，和模板介导的装配等。但是在这些方法中，大多在研究能量存储/转换，分子杂化物/复合物，碳的同素异形体的结构转变，但是无论在哪些方面的应用我们都不难发现，其中大多的制备方法都需要使用冷冻干燥或者真空干燥，这需要昂贵的仪器、高额的成本、有限的产量；而且所使用的还原剂大多数为化学试剂，这不仅会对环境造成严重污染还会影响其工业化生产。综上所有的原因就为大规模工业化量产掺杂石墨烯带来了诸多不便。

本发明中，我们使用纯天然左手香植物提取液做为改性剂使其能在自然干燥下制备氮掺石墨烯气凝胶。这是具有极强竞争力的生产方式，因为使用左手香植物提取液为还原剂不会对环境造成污染，同时自然干燥具有低成本、易加工、不需要高昂的设备以及无污染等优点。尽管如此，自然干燥下的氮掺石墨烯气凝胶结构通常不稳固，容易造成严重的形状变形。如先前报道的，高等植物体内利用硼酸来加强细胞间的结构，这可以硬化细胞壁、提高细胞壁间的支撑强度，虽然已经有工作研究了硼酸对石墨烯膜及石墨烯气凝胶制备的影响，但是令人遗憾的是，并没有直接使用植物提取液这种更加环保且适宜量产的方式来制备石墨烯气凝胶，所以我们直接使用植物提取液来加强氮掺石墨烯气凝胶之间的交联桥接作用，使其有足够的强度来抵抗自然干燥时产生的形状变形。

本发明的制备方法仅以一定量氨水、尿素作为氮源，以一定量的左手香植物提取液作为改性剂，通过水热法用植物提取液制备可以自然干燥的高氮掺杂量的石墨烯气凝胶，使用左手香植物提取液为还原剂不会对环境造成污染，同时自然干燥具有低成本、易加工、不需要高昂的设备以及无污染等优点，并且本发明制备步骤简单，成本低，高效，无污染。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有方法的缺点，本发明中的制备方法仅以一定量氨水、尿素作为氮源，一定量的左手香植物提取液作为改性剂，通过水热法用植物提取液制备可以自然干燥的高氮掺杂量的石墨烯气凝胶，简化现有的制备步骤，高效，无污染，具有优秀的弹性、电化学性、油吸收性及耐火性。可用于制备各种微动开关、微动传感器及超级电容器、锂电池、太阳能电池、耐火材料、催化材料、吸附材料、吸油材料等领域。

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种一种利用植物提取液改性制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法，包括以下步骤：

步骤一、取1～10体积份氧化石墨烯溶液、0.5～12体积份氮源和1～30体积份植物提取液，搅拌，超声分散，得到混合料液；

步骤二、将混合料液移至高压反应釜中，在温度为80～200℃下，反应12～20h，得到水凝胶；

步骤三、将水凝胶经过透析后在0～-20℃下预冷1～12h，取出后自然干燥，即得到氮掺杂石墨烯气凝胶。

优选的是，所述氧化石墨烯溶液的浓度为1～20mg/ml；所述植物提取液的浓度为0.1～10g/ml。

优选的是，所述氮源为氨水、尿素、有机胺类物质中的一种或多种的组合；所述有机胺类物质为乙二胺、二乙胺、异丙胺、三丙胺、三乙醇胺、己二胺、丙烯酰胺、二甲基甲酰胺中的一种或几种的组合。

优选的是，所述氮源为1～10体积份氨水和0.001～0.1重量份尿素的组合。

优选的是，所述透析采用的透析液为浓度为0.1％～10％的乙醇水溶液，透析时间为1～10h。

优选的是，所述植物提取液为具有对氧化石墨烯有还原性的、有交联作用的植物提取液。

优选的是，所述植物提取液为左手香提取液、黄芩提取液、山药提取液、甘草提取液、洋葱提取液、蒲公英提取液、薄荷植取液、橘皮提取液、鱼腥草提取液、白果提取液、白术提取液中的一种或几种的组合。

优选的是，所述步骤一的过程替换为：取1～10体积份氧化石墨烯溶液、0.5～12体积份氮源和1～30体积份植物提取液，加入不锈钢球形容器中，将球形容器置于四轴研磨仪上，开启四轴研磨仪，带动不锈钢球形容器无规旋转，反应30～60min，然后超声分散，得到混合料液；所述不锈钢球形容器的进料口通过螺纹盖密封，螺纹盖密封连接后与不锈钢球形容器的表面齐平；所述四轴研磨仪的转轴转速为100～150rpm，随机转变频率为30～60s。

优选的是，所述步骤二的过程替换为：将混合料液加入超临界反应装置中，然后将体系密封，通入二氧化碳至15～25mpa、温度80～200℃下的条件下反应6～12小时。

优选的是，所述超声的功率调节范围在500～1000w，超声频率在25～50khz。

本发明中所述的氧化石墨烯溶液包括由hummer’s法制备、由氧化石墨烯固体溶于水制备等。

本发明步骤三中，预冷冻目的是能够使石墨烯水凝胶中的水分形成冰晶；自然干燥即为在常温常压下，使水凝胶中的水分挥发变成气凝胶的过程。

在本发明中，由于左手香提取液中硼酸盐的作用会使氧化石墨烯进行交联桥接，使其自组装成水凝胶；且左手香提取液中含有多元多糖醇会对氧化石墨烯片上的含氧官能团进行还原，这使得含氧基团的大量减少；而尿素则会和氨水在水热过程中一起作为氮源使n原子能够掺杂在氧化石墨烯中。

本发明至少包括以下有益效果：

(1)采用本发明，仅以一定量氨水、尿素作为氮源，一定量的左手香植物提取液作为改性剂，通过水热法用植物提取液制备可以自然干燥的高氮掺杂量的石墨烯气凝胶。

(2)采用本发明，制备步骤简单高效，无环境污染，具有优秀的弹性、电化学性、油吸收性及耐火性。

(3)采用本发明，制备的石墨烯气凝胶具有高的氮掺杂量，为制备各种氮掺杂石墨烯基的功能材料奠定基础，可用于制备各种微动开关、微动传感器及超级电容器、锂电池、太阳能电池、耐火材料、催化材料、吸附材料、吸油材料等领域。

(4)本发明制备方法操作工艺简便，操作方便，能够实现大规模生产。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明：

图1示出了实施例1～4和对比例1制备的氮掺杂石墨烯气凝胶的干燥前后的体积保持率曲线图；

图2为本发明实施例1制备得到的氮掺杂石墨烯气凝胶的sem图；

图3示出了实施例1制备得到的氮掺杂石墨烯气凝胶在不同扫速下的比电容及容量保持率；

图4是本发明实施例1中制备的氮掺杂石墨烯气凝胶作为超级电容器电极材料的恒流充放电曲线。

图5示出了实施例1～3和对比例1制备的氮掺杂石墨烯气凝胶的弹性性能测试图；

图6为实施例1制备的氮掺杂石墨烯气凝胶的x射线光电子能谱(xps)图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1：

一种利用植物提取液改性制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法，包括以下步骤：

步骤一、取6ml10mg/l的氧化石墨烯溶液和4ml浓氨水搅拌，然后加入60mg尿素和3ml0.3g/ml的左手香植物提取液，搅拌，超声分散，得到混合料液；所述超声的功率为800w，超声频率在35khz；

步骤二、将混合料液移至含有特氟龙内衬的高压反应釜中，在温度为180℃下，反应12h，得到水凝胶；

步骤三、将水凝胶经过透析后在-17℃下预冷12h，取出后自然干燥，即得到氮掺杂石墨烯气凝胶；所述透析采用的透析液为浓度为1％的乙醇水溶液，透析时间为6h。

图2(a-f)示出了实施例1制备得到的氮掺杂石墨烯气凝胶的sem图；从图中可以看出氮掺杂石墨烯气凝胶具有均匀分布的3d层状多孔骨架，这可以极大的减小毛细管力。

图3示出了实施例1制备得到的氮掺杂石墨烯气凝胶在不同扫速下的比电容及容量保持率，在1a/g下的比电容达到371f/g，这已经高于很多常见的报道，我们推测这是经过水热后由于左手香植物提取液使石墨烯的含氧官能团大大降低，使n原子能够更容易的进入碳原子层形成碳氮键。同时，样品在20a/g的电流密度下，比电容仍然有259f/g；更重要的是，我们还在高达50a/g的高电流密度下检测了样品的倍率性能，其比电容仍能达到204f/g，具有约54.987％的容量保持率，表现出卓越的倍率性能。

图4是本发明实施例1中制备的氮掺杂石墨烯气凝胶作为超级电容器电极材料的充放电比电容图，在20a/g的电流密度下，氮掺杂石墨烯气凝胶首次放电比容量为259f/g，经过10000次循环后，比电容量仍能保持在245f/g。

图6为实施例1制备的氮掺杂石墨烯气凝胶的x射线光电子能谱(xps)图。从图6a中看出，氮掺杂石墨烯气凝胶中n的掺杂量为12.06％，图6b中示出了将得到的氮掺杂石墨烯气凝胶样品通过对n1s峰进行分峰处理得到三种不同的组成，这意味着n原子在键合石墨烯时有三种不同的价态，分别为吡啶n(pyridinic-n398.7ev±0.2)、吡咯n(pyrrolic-n399.3ev±0.2)、石墨n(graphitic/quaternary-n401.4±0.3)。

实施例2：

一种利用植物提取液改性制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法，包括以下步骤：

步骤一、取6ml10mg/l的氧化石墨烯溶液和4ml浓氨水搅拌，然后加入60mg尿素和1ml0.3g/ml的左手香植物提取液，搅拌，超声分散，得到混合料液；所述超声的功率为800w，超声频率在35khz；

步骤二、将混合料液移至含有特氟龙内衬的高压反应釜中，在温度为180℃下，反应12h，得到水凝胶；

步骤三、将水凝胶经过透析后在-17℃下预冷12h，取出后自然干燥，即得到氮掺杂石墨烯气凝胶；所述透析采用的透析液为浓度为1％的乙醇水溶液，透析时间为6h。

实施例3：

一种利用植物提取液改性制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法，包括以下步骤：

步骤一、取4ml10mg/l的氧化石墨烯溶液和4ml浓氨水搅拌，然后加入60mg尿素和5ml0.3g/ml的左手香植物提取液，搅拌，超声分散，得到混合料液；所述超声的功率为800w，超声频率在35khz；

步骤二、将混合料液移至含有特氟龙内衬的高压反应釜中，在温度为180℃下，反应12h，得到水凝胶；

步骤三、将水凝胶经过透析后在-17℃下预冷12h，取出后自然干燥，即得到氮掺杂石墨烯气凝胶；所述透析采用的透析液为浓度为5％的乙醇水溶液，透析时间为6h。

实施例4：

一种利用植物提取液改性制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法，包括以下步骤：

步骤一、取4ml1mg/l的氧化石墨烯溶液和4ml浓氨水搅拌，然后加入60mg尿素，搅拌，超声分散，得到混合料液；所述超声的功率为800w，超声频率在35khz；

步骤二、将混合料液移至含有特氟龙内衬的高压反应釜中，在温度为180℃下，反应12h，得到水凝胶；

步骤三、将水凝胶经过透析后直接冷冻干燥，即得到氮掺杂石墨烯气凝胶；所述透析采用的透析液为浓度为1％的乙醇水溶液，透析时间为6h。

对比例1：

在制备过程中，未添加左手香植物提取液，其与工艺过程和参数与实施例1中的完全相同。

图1示出了实施例1～4和对比例4制备的氮掺杂石墨烯气凝胶的干燥前后的体积保持率，当对样品进行直接冷冻干燥时(实施例4)，其有约97.879％的体积保持率，在自然干燥下，当左手香植物提取液为3ml(实施例1)时，体积保持率为95.643％达到最佳。而未添加时(对比例1)，仅有75.274％的体积保持率。表明左手香植物提取液的加入能显著抵抗毛细管力，说明本发明中采用左手香植物提取液的加入并采用自然干燥，可以得到体积保持率高的氮掺杂石墨烯气凝胶，图1的插图照片示出了实施例1中，氮掺杂石墨烯气凝胶自然干燥前后体积变化。

将实施例1～3和对比例1制备的氮掺杂石墨烯气凝胶样品在5mm/min的加载卸载速率下进行力学性能测试。如图5a为不同左手香植物提取液(pape)用量(对比例1：0ml；实施例1：3ml；实施例2：1ml；实施例3：5ml)的氮掺杂石墨烯气凝胶样品分别在55％，85％及95％应变下的应力应变曲线，虽然样品都能表现出极大的应变量(95％)，但是样品的最大压应力有较大差异(在95％应变下表现为78～180mpa的最大压应力波动)。在pape用量为3ml(实施例1)时，应力达到180kpa，在pape用量为1ml(实施例2)时，应力达到162kpa，这使石墨烯气凝胶有足够的刚性来抵抗在自然干燥时所产生的毛细管压力。实施例1～3和对比例1的氮掺杂石墨烯气凝胶样品在95％的应变下的加卸载曲线如图5b所示，在不同压缩阶段样品表现出不同的变形机制。当ε<70％时，曲线平缓，此时主要是氮掺杂石墨烯气凝胶中的大孔结构发生变形，微观结构仍保持稳定；当70％<ε<95％时，曲线呈现出明显的爬坡，此时由于大孔结构基本被压缩完毕，主要是微孔、介孔开始变形以及石墨烯片开始紧密堆积，宏观表现为压缩应力的急剧增大，图5b中的插图示出了实施例1制备的氮掺杂石墨烯气凝胶在95％加卸载时一个压缩周期的照片，说明该氮掺杂石墨烯气凝胶具有优异的弹性；图5c示出了实施例1制备的氮掺杂石墨烯气凝胶在55％应变下前5次的压缩循环，第一次加载时的应力明显远高于其它，并且具有11.8kpa的最大弹性模量，说明样品刚度足以抵抗在自然干燥时所产生的毛细管压力。迟滞环在第一次压缩后较为明显，而后的压缩迟滞环均不明显，且随着压缩次数的增大而逐渐缩小，其中的插图示出了弹性模量随循环次数的变化趋势。图5d示出了实施例1制备的氮掺杂石墨烯气凝胶可恢复应变随压缩次数及应变量的变化趋势，分别在55％，85％，95％应变下均进行了10次循环。如图5d所示，在30次循环后，除了迟滞环及最大压应力分别产生预期中的收缩及减小，氮掺杂石墨烯气凝胶的宏观形态几乎没有变化，仍然能够保持原始高度并且没有出现破裂，这表明掺杂石墨烯气凝胶可以在任何阶段(95％以下)变形，证明适用范围广，其中，插图示出了加卸载时相对随循环次数的变化。

实施例5：

一种利用植物提取液改性制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法，包括以下步骤：

步骤一、取10ml5mg/l的氧化石墨烯溶液和8ml浓氨水搅拌，然后加入0.05g尿素和10ml5g/ml的左手香植物提取液，搅拌，超声分散，得到混合料液；所述超声的功率为500w，超声频率在25khz；

步骤二、将混合料液移至含有特氟龙内衬的高压反应釜中，在温度为200℃下，反应16h，得到水凝胶；

步骤三、将水凝胶经过透析后在-20℃下预冷12h，取出后自然干燥，即得到氮掺杂石墨烯气凝胶；所述透析采用的透析液为浓度为1％的乙醇水溶液，透析时间为10h。

实施例6：

一种利用植物提取液改性制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法，包括以下步骤：

步骤一、取5ml15mg/l的氧化石墨烯溶液和6ml浓氨水搅拌，然后加入0.1g尿素和20ml20g/ml的左手香植物提取液，搅拌，超声分散，得到混合料液；所述超声的功率为500w，超声频率在25khz；

步骤二、将混合料液移至含有特氟龙内衬的高压反应釜中，在温度为200℃下，反应16h，得到水凝胶；

步骤三、将水凝胶经过透析后在-18℃下预冷8h，取出后自然干燥，即得到氮掺杂石墨烯气凝胶；所述透析采用的透析液为浓度为10％的乙醇水溶液，透析时间为10h。

实施例7：

一种利用植物提取液改性制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法，包括以下步骤：

步骤一、取8ml10mg/l的氧化石墨烯溶液和5ml浓氨水搅拌，然后加入6ml乙二胺和20ml5g/ml的左手香植物提取液，搅拌，超声分散，得到混合料液；所述超声的功率为500w，超声频率在25khz；

步骤二、将混合料液移至含有特氟龙内衬的高压反应釜中，在温度为200℃下，反应16h，得到水凝胶；

步骤三、将水凝胶经过透析后在-15℃下预冷8h，取出后自然干燥，即得到氮掺杂石墨烯气凝胶；所述透析采用的透析液为浓度为10％的乙醇水溶液，透析时间为10h。

实施例8：

一种利用植物提取液改性制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法，包括以下步骤：

步骤一、取6ml20mg/l的氧化石墨烯溶液和8ml浓氨水搅拌，然后加入1ml三乙醇胺和20ml3g/ml的左手香植物提取液，搅拌，超声分散，得到混合料液；所述超声的功率为500w，超声频率在25khz；

步骤二、将混合料液移至含有特氟龙内衬的高压反应釜中，在温度为200℃下，反应16h，得到水凝胶；

步骤三、将水凝胶经过透析后在-10℃下预冷12h，取出后自然干燥，即得到氮掺杂石墨烯气凝胶；所述透析采用的透析液为浓度为5％的乙醇水溶液，透析时间为10h。

实施例9：

一种利用植物提取液改性制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法，包括以下步骤：

步骤一、取6ml20mg/l的氧化石墨烯溶液和4ml浓氨水搅拌，然后加入4ml丙烯酰胺和30ml8g/ml的甘草提取液，搅拌，超声分散，得到混合料液；所述超声的功率为500w，超声频率在25khz；

步骤二、将混合料液移至含有特氟龙内衬的高压反应釜中，在温度为180℃下，反应16h，得到水凝胶；

步骤三、将水凝胶经过透析后在-10℃下预冷12h，取出后自然干燥，即得到氮掺杂石墨烯气凝胶；所述透析采用的透析液为浓度为5％的乙醇水溶液，透析时间为10h。

实施例10：

一种利用植物提取液改性制备氮掺杂石墨烯气凝胶的方法，包括以下步骤：

步骤一、取10ml15mg/l的氧化石墨烯溶液和6ml浓氨水搅拌，然后加入2ml丙烯酰胺和20ml10g/ml的橘皮提取液，搅拌，超声分散，得到混合料液；所述超声的功率为500w，超声频率在25khz；

步骤二、将混合料液移至含有特氟龙内衬的高压反应釜中，在温度为200℃下，反应16h，得到水凝胶；

步骤三、将水凝胶经过透析后在-10℃下预冷12h，取出后自然干燥，即得到氮掺杂石墨烯气凝胶；所述透析采用的透析液为浓度为5％的乙醇水溶液，透析时间为10h。

实施例11：

所述步骤一的过程替换为：取6ml10mg/l的氧化石墨烯溶液、4ml浓氨水搅拌、60mg尿素和3ml0.3g/ml的左手香植物提取液，加入不锈钢球形容器中，将球形容器置于四轴研磨仪上，开启四轴研磨仪，带动不锈钢球形容器无规旋转，反应60min，然后超声分散，得到混合料液；所述不锈钢球形容器的进料口通过螺纹盖密封，螺纹盖密封连接后与不锈钢球形容器的表面齐平；所述四轴研磨仪的转轴转速为120rpm，随机转变频率为60s。其余工艺参数和过程与实施例1中的完全相同。本发明通过四轴研磨仪搭载球形容器，实现球形容器中的无规则旋转固化。将密封球形容器通过四轴研磨仪的四个支撑轴进行固定，调节四轴转动速率、以及主动与从动轴之间转换周期，实现外加流场的无轨取向。通过该方法的无规旋转混合反应，使植物提取液与氧化石墨烯的改性反应更加的完全。

实施例11制备的氮掺杂石墨烯气凝胶进行性能测试：干燥前后的体积保持率为97.125％；在20a/g的电流密度下，首次放电比容量为269f/g，经过10000次循环后，比电容量仍能保持在260f/g；在95％应变下，最大应力达到188kpa。

实施例12：

所述步骤一的过程替换为：取6ml10mg/l的氧化石墨烯溶液、4ml浓氨水搅拌、60mg尿素和1ml0.3g/ml的左手香植物提取液，加入不锈钢球形容器中，将球形容器置于四轴研磨仪上，开启四轴研磨仪，带动不锈钢球形容器无规旋转，反应45min，然后超声分散，得到混合料液；所述不锈钢球形容器的进料口通过螺纹盖密封，螺纹盖密封连接后与不锈钢球形容器的表面齐平；所述四轴研磨仪的转轴转速为150rpm，随机转变频率为30s。其余工艺参数和过程与实施例2中的完全相同。

实施例12制备的氮掺杂石墨烯气凝胶进行性能测试：干燥前后的体积保持率为95.712％；在95％应变下，最大应力达到175kpa。

实施例13：

所述步骤二的过程替换为：将混合料液加入超临界反应装置中，然后将体系密封，通入二氧化碳至20mpa、温度150℃下的条件下反应8小时。其余工艺参数和过程与实施例1中的完全相同。

实施例13制备的氮掺杂石墨烯气凝胶进行性能测试：干燥前后的体积保持率为97.855％；在20a/g的电流密度下，首次放电比容量为268f/g，经过10000次循环后，比电容量仍能保持在259.5f/g；在95％应变下，最大应力达到187kpa。

实施例14：

所述步骤二的过程替换为：将混合料液加入超临界反应装置中，然后将体系密封，通入二氧化碳至25mpa、温度160℃下的条件下反应10小时。其余工艺参数和过程与实施例2中的完全相同。

实施例14制备的氮掺杂石墨烯气凝胶进行性能测试：干燥前后的体积保持率为96.515％；在95％应变下，最大应力达到176kpa。

实施例15：

所述步骤二的过程替换为：将混合料液加入超临界反应装置中，然后将体系密封，通入二氧化碳至25mpa、温度160℃下的条件下反应10小时。其余工艺参数和过程与实施例11中的完全相同。

实施例15制备的氮掺杂石墨烯气凝胶进行性能测试：干燥前后的体积保持率为98.225％；在20a/g的电流密度下，首次放电比容量为275f/g，经过10000次循环后，比电容量仍能保持在268f/g；在95％应变下，最大应力达到190kpa。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。