[發明專利]一種濕度敏感的雙黏土功能材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810175140.0
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN110221021A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 劉飄玲
• 申請（專利權）人: 紅河海岸香港有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

本發明公開了一種濕度敏感的雙黏土功能材料及其制備方法，所述雙黏土功能材料為平放的U型結構，其中兩端固定，包含蒙脫土納米片層，殼聚糖層及金精石納米片層，其中殼聚糖層位于蒙脫土納米片層和金精石納米片層之間，殼聚糖層的厚度為10微米，蒙脫土納米片層和金精石納米片層都具有二維有序的層狀結構，厚度都是50微米；其中所述制備方法包括利用離子交換方法制備蒙脫土納米片的水溶膠和金精石納米片的水溶膠，以及利用真空抽濾的方法制備蒙脫土納米片層，殼聚糖層和金精石納米片層。

技術領域

本發明涉及一種對濕度敏感的雙黏土功能材料及其制備方法，具體的說是一種用于濕度測試具有層狀結構的包含蒙脫土納米片層，金精石納米片層以及殼聚糖連接層的U型片狀功能材料。

背景技術

蒙脫土是一種白色粉末狀天然礦物，具有很強的吸附能力和陽離子交換性能。金精石是一種金黃色片狀天然礦物，同樣具有不錯的吸附能力和陽離子交換性能。兩者都具有很強的吸水能力，其吸水后自身會有非常明顯的膨脹。蒙脫土常用于化妝品的添加成分，金精石則可以藥用。兩者的剝片精加工技術已經相當成熟，但如何重新自助裝成一個同時具備結構材料和功能材料有關特性的可利用的薄膜或者塊材，是近些年的技術難點。

發明內容

本發明的目的是制備一種對濕度敏感的雙黏土功能材料，基于兩種不同的黏土層狀薄膜在吸水后不同的膨脹大小，利用材料本身的卷曲形變來指示空氣中濕度的大小。

這種濕度敏感的雙黏土功能材料包含了蒙脫土納米片層，殼聚糖層，金精石納米片層，整體呈U型帶狀結構，其中兩端固定，其中所述殼聚糖層位于所述蒙脫土納米片層和所述金精石納米片層之間，其中所述殼聚糖層的厚度為10微米，所述蒙脫土納米片層具有二維有序的層狀結構，厚度為50微米，所述金精石納米片層具有二維有序的層狀結構，厚度為50微米。這里殼聚糖作為連接層，連接蒙脫土納米片層及金精石納米片層，在材料卷曲變形的過程中也起到釋放蒙脫土納米片層及金精石納米片層之間的不同應力突變，起到緩沖作用。而蒙脫土納米片層及金精石納米片層在同樣的濕度下，吸收水蒸氣后膨脹形變不同，引起整個材料的卷曲形變，其中卷曲形變的角度大小與濕度成正相關的關系。基于這種卷曲形變，可以測試空氣中濕度的大小變化。

制備上述濕度敏感的雙黏土功能材料的方法，包括了以下基本步驟；首先，利用陽離子交換的方法將蒙脫土和金精石進行剝離，其中金精石在進行剝離之前需要進行壓碎研磨，從而提高剝離的效率。陽離子交換剝離的方法是將蒙脫土及金精石分別分散在水中，依次使用氯化鈉，氯化鋰和氯化鋇作為陽離子源，加入水中，攪拌待陽離子充分交換達到穩定后，分離并清洗。隨著陽離子的大小逐漸增大，蒙脫土和金精石逐漸剝離成單原子層的納米片，分別分散在水中后形成穩定的蒙脫土納米片水溶膠和金精石納米片水溶膠。然后配制濃度為重量比1%的殼聚糖水溶膠，利用真空抽濾的方法，分別制備蒙脫土納米片層，殼聚糖層，以及金精石納米片層，在烘箱中烘干后，剪裁成U型片狀，并將兩端固定，平放，即得到濕度敏感的雙黏土功能材料。

附圖說明

圖1是本發明所述濕度敏感的雙黏土功能材料的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

一種濕度敏感的雙黏土功能材料，包括蒙脫土納米片層1，殼聚糖層2，金精石納米片層3，整體呈U型帶狀結構，其中兩端固定，其中所述殼聚糖層位于所述蒙脫土納米片層和所述金精石納米片層之間，其中所述殼聚糖層的厚度為10微米，所述蒙脫土納米片層具有二維有序的層狀結構，厚度為50微米，所述金精石納米片層具有二維有序的層狀結構，厚度為50微米。

制備上述濕度敏感的雙黏土功能材料的步驟包括：