[發明專利]一種抗紫外/抗電磁輻射雙功能納米新材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210403977.9
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102936832A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 沈娟娟;陶宇;紀俊玲;唐沁宇;李樹白;陳海群;陶瑜驍
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: D06M11/45
• 分類號: D06M11/45;D06M11/49;D06M11/74
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技術領域

本發明屬于抗紫外/電磁波吸收材料制備領域，具體涉及一種氧化鈰/氧化鐵/碳納米管抗紫外/電磁波屏蔽劑的制備方法和應用。

背景技術

近年來，隨著環境污染導致大氣中的CO₂含量增加，臭氧層不斷遭到破壞，到達地面的紫外線輻射量日益增加，皮膚的曬黑、曬傷、及其皮膚癌的發病率增高，人們越來越強烈的意識到紫外線對人體的傷害，因此，為了保護人體避免過量紫外線輻射，人們必需大力研究紫外輻射防護問題，除使用防曬霜外，還必須利用合適的紡織品。

另外，隨著現代科學技術的發展，人們在享受各種電子、電器設備帶來的便利生活的同時，也飽受電器設備產生的電磁輻射干擾問題的困擾，不僅影響通訊、生活，甚至直接威脅到人類的生存、健康。

目前，抗紫外線的途徑主要有兩種：一種是增加紡織品對紫外線的反射率，將紫外線屏蔽劑與紡織品復合。另一種是增加紡織品對紫外線的吸收率，紫外線吸收劑與紡織品復合。而在電磁屏蔽的紡織品領域中，大多以不銹鋼纖維或碳、石墨纖維等具有較高電導率的材料與紡織纖維混紡或交織制成，或使用金屬化纖維，在纖維或織物上進行金屬電鍍或化學鍍，提高電導率。然而同時滿足抗紫外/抗電磁輻射雙功能的織物卻很少，針對我國抗紫外、電磁波屏蔽和吸波功能紡織品開發生產過程中急需解決的技術瓶頸，設計和組裝具有強抗紫外、寬頻吸波功能的金屬化合物復合材料，并通過紡絲成形和涂層整理等加工手段開發出多種強抗紫外和吸波功能織物已刻不容緩。

現有技術中缺少同時滿足抗紫外/抗電磁輻射雙功能的材料。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術中缺少同時滿足抗紫外/抗電磁輻射雙功能的材料不足，提供一種抗紫外/抗電磁輻射雙功能納米新材料的制備方法。

為解決上述技術問題本發明采用的技術方案是：一種抗紫外/抗電磁輻射雙功能納米新材料，該材料為CNT/CeO₂/Fe₂O₃復合材料。

制備上述的抗紫外/抗電磁輻射雙功能納米新材料的方法，步驟如下：

（1）將可溶性鈰鹽、亞鐵鹽分別溶于去離子水中，形成鈰鹽溶液和亞鐵鹽溶液；

（2）將鈰鹽溶液與酸化的碳納米管混合，室溫下超聲1h，混合均勻；在攪拌下加堿液調節pH至10，室溫下繼續攪拌24h，陳化10h；反應結束后，離心分離，并用蒸餾水洗滌至中性，所得固體在80℃下烘24h，然后在450℃下煅燒15min，制得復合物CNT/CeO₂；

（3）將上述制得的CNT/CeO₂與FeSO₄溶液混合，室溫下超聲1h，混合均勻；在攪拌下加堿液調節pH至10，室溫下繼續攪拌24h，陳化10h；反應結束后，離心分離，并用蒸餾水洗滌至中性，所得固體在80℃下烘24h，然后在450℃下煅燒15min，即制得抗紫外/抗電磁輻射雙功能納米新材料CNT/CeO₂/Fe₂O₃。

上述步驟中碳納米管、硝酸鈰、硫酸亞鐵的用量質量比為1：1~5:1~5。

步驟（1）中所述的鈰鹽溶液和亞鐵鹽溶液濃度分別為0.01-0.1mol/L和0.02-2mol/L；步驟（1）所述的可溶性鈰鹽為Ce(NO₃)₃、CeCl₂；步驟（1）所述的可溶性亞鐵鹽為FeSO₄﹒7H₂O、FeCl₂或Fe(NO₃)₂。

步驟（2）、步驟（3）中所述的堿液為0.01~0.1mol/L的NaOH溶液或氨水溶液。

上述三者復合過程發生的反應為：

Ce(NO₃)₃+NaOH+CNTs—→NaCl+Ce(OH)₃/CNTs；

Ce(OH)₃/CNTs—→Ce₂O₃/CNTs+H₂O；

Ce₂O₃/CNTs+O₂—→CeO₂/CNTs；