[發明專利]一種碳包覆高嶺土納米復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810314724.1
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108622889A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 劉望才;彭革;蔣嘉瑋
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: C01B32/194
• 分類號: C01B32/194;C01B33/40;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 陳宙;于曉霞

本發明公開了一種碳包覆高嶺土的納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：取石墨、高嶺土放入去離子水中，沸騰狀態下回流；將三口燒瓶冷卻至60?80℃，加入聚乙烯醇PVA，攪拌，得到黑色懸濁液；將所述懸濁液超聲，抽濾，冷卻后得到濾餅；將濾餅真空干燥研磨，得到產品即碳包覆高嶺土納米復合材料。本發明成本低、簡便、快速，實現了大規模的生產綠色環保穩定的碳包覆高嶺土納米復合材料。

技術領域

本發明涉及碳包覆高嶺土納米復合材料的制備方法。

背景技術

不同的碳納米材料具有不同的功能，如石墨碳納米顆粒具有強大的吸附能力，該類碳納米顆粒還具有很好的相容性、增敏效應和易于表面功能化等優點。目前，碳納米顆粒的制備方法可以分為兩類：自上而下法和自下而上法。自上而下法即從較大的碳結構剝落制備碳納米顆粒的物理方法，主要包括：電弧放電法、激光刻蝕法、電化學法、酸回煮法。自下而上法即由分子前驅體制備碳納米顆粒的化學方法，主要包括：支持合成法、有機物碳化法。這些合成方法各自存在一定的不足，碳納米顆粒的形貌、產量以及質量難以達到精確控制，不能達到大規模的簡單合成。對于其生長機制也缺乏探討，特別是由于合成方法的限制使其在應用方面的研究尚處于起步階段。

高嶺土是一種非金屬礦產，是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土和粘土巖，因呈白色而又細膩，又稱白云土，化學式為2SiO₂·Al₂O₃·2H₂O，其質純的高嶺土呈潔白細膩、松軟土狀，具有良好的可塑性和耐火性等理化性質。目前高嶺土在塑料填充領域的用量占總產量的比重偏低，塑料成型行業對高嶺土填料了解不足。迄今為止，國內開展的高嶺土填充塑料研究工作主要集中在聚氯乙烯PVC、聚烯烴和尼龍等少數品種。高嶺土填充塑料的研發難點主要在于：①對高嶺土進行有效的表面改性，使粒子的親水性表面被有機化合物完全包覆，改善其與大分子基體間的相容性，降低填料加入對體系力學性能，尤其是韌性方面的不利影響；②使高嶺土粒子在塑料基體中均勻分散，不發生明顯的團聚現象，在保證共混物力學性能滿足要求的前提下，盡量提高高嶺土的填充量。

發明內容

本發明為了克服上述的不足，提供了一種碳包覆高嶺土納米復合材料的制備方法，其制備過程成本低、簡便、快速。

本發明的技術方案如下：

一種碳包覆高嶺土的納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)取1-2g石墨、1-3g高嶺土放入到裝有100ml去離子水的三口燒瓶中，石墨：高嶺土：去離子水＝1-2g：1-3g：100ml，在室溫下200rpm下攪拌2h，然后在130-150℃沸騰狀態下回流24h；

(2)將三口燒瓶冷卻至60-80℃，加入1-5毫升聚乙烯醇PVA(5mg/ml)，在300rpm下攪拌6h，冷卻至室溫，得到黑色懸濁液；

(3)將懸濁液在80-120W、30-50KHz超聲3-6h，抽濾，用去離子水洗滌濾餅至質量不變；

(4)將濾餅在50-80℃下真空干燥8-10h，對干燥后的濾餅進行研磨，得到產品即碳包覆高嶺土納米復合材料。

本發明的有益效果是：

本發明具有可連續生產，環境污染少等優點，在制備碳包覆高嶺土納米復合材料時更為經濟、便捷和環保。

附圖說明

本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是原料石墨和碳包覆高嶺土納米復合材料樣品UV圖；

圖2是碳包覆高嶺土納米復合材料樣品粒徑測試圖；

圖3是原料石墨的SEM圖；

圖4是碳包覆高嶺土納米復合材料樣品TEM圖。