[發明專利]一種海藻酸鈉/多壁碳納米管電極膜的制備工藝方法

有效

• 申請號: 201710939602.7
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107799200B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 付裕;趙剛;姚建均;楊俊杰;王志杰;吳昱達;韋成業;劉亞立;張光麗;喻淑琴
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H01B1/24
• 分類號: H01B1/24;H01B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種海藻酸鈉/多壁碳納米管電極膜的制備工藝方法，采用經過逐次交聯的多壁碳納米管水分散液與海藻酸鈉按照一定摩爾比進行摻雜反應后，生成的溶液經過超聲波清洗與高溫退火處理后生成海藻酸鈉/多壁碳納米管電極膜，包括多壁碳納米管的逐次分散、液相化學反應、超聲波清洗與高溫退火處理四個步驟。本發明綠色環保，成本低廉，步驟簡單，適合大規模生產，產生的海藻酸鈉/多壁碳納米管電極膜，具有良好的導電性能與很高的強度及柔韌性，可以用來代替傳統電極結構。

技術領域

本發明涉及一種多壁碳納米管電極膜的制備工藝方法，尤其涉及一種海藻酸鈉/多壁碳納米管電極膜的制備工藝方法。

背景技術

離子型電驅動器是一種新型人工肌肉，由雙層電極膜與單層電驅動膜組裝而成，結構簡單、能耗低且響應速度快，具有廣泛的應用前景。目前，凝膠聚合物類驅動器電極膜的材料主要采用碳納米管摻雜殼聚糖、RuO₂等，但是殼聚糖分子量低、溶解性不好，RuO₂為貴金屬氧化物，價格比較昂貴，綜合考慮，現選用海藻酸鈉摻雜多壁碳納米管的方法來制作聚合物類驅動器電極膜。海藻酸鈉是從褐藻植物中提取出的高分子多糖，具有良好的環保型與安全性，制備出的海藻酸鈉溶液具有很好的成膜性；多壁碳納米管作為一種金屬性碳納米管，具有很高的電流承載能力和良好的導電性與傳熱性，價格較單壁碳納米管便宜，被廣泛應用于智能材料領域。

本發明的制備工藝方法采用表面具有極性基團的多壁碳納米管分散于水中，并進行二次分散，然后將海藻酸鈉與多壁碳納米管二次分散液按照一定摩爾比進行摻雜反應后，生成溶液經超聲波清洗后進行高溫退火處理，得到海藻酸鈉分散的多壁碳納米管電極膜，本發明的制備工藝簡單，成本低廉，制備過程綠色環保無污染，利用海藻酸鈉對多壁碳納米管良好的分散作用，通過提高電極的比電容和容納電子能力，有效地改進了多壁碳納米管電極膜的導電性能，且得到的電極膜具有很高的強度及柔韌性，有著十分重要的實用價值。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種海藻酸鈉/多壁碳納米管電極膜的制備工藝方法，綠色環保，成本低廉，步驟簡單，適合大規模生產，產生的海藻酸鈉/多壁碳納米管電極膜，具有良好的導電性能與很高的強度及柔韌性，可以用來代替傳統電極結構。

本發明的目的是這樣實現的：步驟如下：

步驟一：多壁碳納米管的逐次分散：

取表面具有極性基團的碳納米管與蒸餾水均勻混合得到多壁碳納米管水分散液；將多壁碳納米管水分散液置于隔音箱升降臺中間進行分散，得到均勻的多壁碳納米管二次分散液；

步驟二：液相化學反應：

將0.8g海藻酸鈉放入80mL蒸餾水中置于水浴環境下加熱，加入攪拌子，啟動磁力攪拌器攪拌，直至海藻酸鈉充分溶解；量取20ml步驟一制備的多壁碳納米管二次分散液并緩慢添加至海藻酸鈉溶液中，進行摻雜反應；

步驟三：超聲波清洗：

將步驟二得到的充分反應的復合溶液放入超聲波清洗機內，設定清洗槽加熱溫度為40℃～50℃，開啟清洗槽加熱開關，緩慢調整輸出功率，震蕩、脫泡后均勻流延到玻璃模具中；

步驟四：高溫退火處理：

將步驟三得到的清洗后的摻雜海藻酸鈉的多壁碳納米管電極膜置于80℃下烘烤1h，然后在500℃下退火3h，得到摻雜海藻酸鈉的多壁碳納米管電極膜。

本發明還包括這樣一些結構特征：

1.所述極性基團包括羧基、羥基、羰基中的至少一種。

2.步驟一具體為：

(1)、將具有極性基團的多壁碳納米管與蒸餾水混合在一起得到多壁碳納米管懸浮液，經過離心處理后取出上清液得到多壁碳納米管水分散液；