一种氧化石墨烯3D打印墨水及其制备方法与流程

文档序号:15466640发布日期:2018-09-18 19:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种氧化石墨烯3D打印墨水,其特征在于所述的氧化石墨烯3D打印墨水通过如下步骤的方法制备而成:

首先用溶剂分别将氧化石墨烯、交联剂超声分散配制成溶液,然后将所得的氧化石墨烯溶液和交联剂溶液旋混进行化学交联反应,所得的反应液离心、去除上清液,即得氧化石墨烯3D打印墨水;

所述的氧化石墨烯是由天然鳞片石墨粉采用改进的Hummers方法氧化得到;

所述的交联剂为K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Ca2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、 Fe3+、Al3+、Sn4+、Ti4+、Mn4+中的任意一种金属阳离子的盐酸盐;

所述的溶剂为水或醇,其中所述的水为矿泉水、纯净水或去离子水,所述的醇为乙醇、丁二醇、丙三醇、半乳醇、木糖醇或核糖醇;

上述制备所用的原料氧化石墨烯、交联剂和溶剂的用量,按氧化石墨烯:交联剂中的金属阳离子:溶剂为60mg:0.03-1.0mmol:40ml的比例计算。

2.如权利要求1所述的一种氧化石墨烯3D打印墨水,其特征在于制备所用的原料氧化石墨烯、交联剂和溶剂的用量,按氧化石墨烯:交联剂中的金属阳离子:溶剂为60mg:0.03-0.6mmol:40ml的比例计算;

所述的交联剂为氯化钾、六水合氯化钴或六水合氯化铁;

所述的溶剂为去离子水。

3.如权利要求2所述的一种氧化石墨烯3D打印墨水,其特征在于制备所用的原料氧化石墨烯、交联剂和溶剂的用量,按氧化石墨烯:交联剂中的金属阳离子:溶剂为60mg:0.03 mmol:40ml的比例计算;

所述的交联剂为六水合氯化铁。

4.如权利要求2所述的一种氧化石墨烯3D打印墨水,其特征在于制备所用的原料氧化石墨烯、交联剂和溶剂的用量,按氧化石墨烯:交联剂中的金属阳离子:溶剂为60mg: 0.1-0.2mmol:40ml的比例计算;

所述的交联剂为六水合氯化钴。

5.如权利要求2所述的一种氧化石墨烯3D打印墨水,其特征在于制备所用的原料氧化石墨烯、交联剂和溶剂的用量,按氧化石墨烯:交联剂中的金属阳离子:溶剂为60mg:0.2-0.3mmol:40ml的比例计算;

所述的交联剂为六水合氯化钴。

6.如权利要求5所述的一种氧化石墨烯3D打印墨水,其特征在于制备所用的原料氧化石墨烯、交联剂和溶剂的用量,按氧化石墨烯:交联剂中的金属阳离子:溶剂为60mg:0.3mmol:40ml的比例计算。

7.如权利要求5所述的一种氧化石墨烯3D打印墨水,其特征在于制备所用的原料氧化石墨烯、交联剂和溶剂的用量,按氧化石墨烯:交联剂中的金属阳离子:溶剂为60mg:0.2mmol:40ml的比例计算。

8.如权利要求2所述的一种氧化石墨烯3D打印墨水,其特征在于制备所用的原料氧化石墨烯、交联剂和溶剂的用量,按氧化石墨烯:交联剂中的金属阳离子:溶剂为60mg:0.6mmol:40ml的比例计算;

所述的交联剂为氯化钾。

9.如权利要求1所述的一种氧化石墨烯3D打印墨水,其特征在于使用带平行板夹具的旋转流变仪在频率扫描模式下,当圆频率为0.9rad/s时,测得所述的氧化石墨烯3D打印墨水的运动粘度可达2800-20800 Pa*s。

10.如权利要求9所述的一种氧化石墨烯3D打印墨水,其特征在于使用带平行板夹具的旋转流变仪在频率扫描模式下,当圆频率为0.9rad/s时,测得所述的氧化石墨烯3D打印墨水的运动粘度可达13270-20800 Pa*s。

11.如权利要求1所述的一种氧化石墨烯3D打印墨水的制备方法,其特征在于具体包括如下步骤:

(1)、氧化石墨烯溶液的配置

将氧化石墨烯加入到部分溶剂中,控制功率为400W、频率为25KHz进行超声30min,得到2mg/ml的氧化石墨烯溶液;

(2)、交联剂溶液的配置

将交联剂加入到剩余的溶剂中,控制功率为400W、频率为25KHz进行超声分散10min,得到3-60mM的交联剂溶液;

(3)、将步骤(1)所得的氧化石墨烯溶液和步骤(2)所得的交联剂溶液依次加入到离心管中,然后使用漩涡混匀仪控制转速为600r/min旋转混合5min以便进行化学交联反应,所得的反应液控制转速为12000 rpm离心4h,去除上清液,所得的沉淀即为氧化石墨烯3D打印墨水。

12.如权利要求1所述的一种氧化石墨烯3D打印墨水用于打印氧化石墨烯柔性支架或氧化石墨烯三维气凝胶支架;

所得的氧化石墨烯三维气凝胶支架,采用德国Zwick/Roell 2.5千牛万能材料试验机进行测试,在形变量为60%时,抗压模量为0.42 MPa-0.98 MPa。

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