[發(fā)明專利]多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基地暖磚

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011452807.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN112523461A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳立剛;曹達(dá)平;馬宇飛;葉德林;李明;李正博;曾垂彬;劉秋明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東康烯科技有限公司
• 主分類號(hào): E04F15/02
• 分類號(hào): E04F15/02;E04F15/10;E04F15/18;C01B32/19;C25F3/02;C25F3/04;F24D13/02
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本發(fā)明提供了一種多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基地暖磚，包括保溫層、多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基發(fā)熱膜和瓷磚層，所述多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基發(fā)熱膜夾設(shè)于保溫層與瓷磚層之間；所述多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基發(fā)熱膜包括第一透明絕緣層、多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導(dǎo)電薄膜、第二透明絕緣層以及電極，所述電極的一端與多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導(dǎo)電薄膜電連接，所述電極的另一端延伸出第一透明絕緣層外或者第二透明絕緣層外。本發(fā)明多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基地暖磚具有優(yōu)越的電子傳導(dǎo)性能、良好的柔性和抗拉伸性能、優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能、紅外線發(fā)射性能、抗菌性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基地暖磚。

背景技術(shù)

隨著人們對(duì)美好和健康生活的向往，改進(jìn)傳統(tǒng)的供暖系統(tǒng)，尋找更加經(jīng)濟(jì)、清潔的替代能源，發(fā)展新型的綠色低碳供暖系統(tǒng)刻不容緩。基于石墨烯紅外發(fā)射性能的電加熱取暖技術(shù)即石墨烯基紅外發(fā)熱油墨及其紅外發(fā)熱體技術(shù)為解決上述問題提供了行之有效的解決方案。與傳統(tǒng)的燃煤、蒸汽、熱風(fēng)和電阻等取暖方法相比，石墨烯加熱具有加熱速度快、電-熱轉(zhuǎn)化率高、自動(dòng)控溫、分區(qū)控制便捷、加熱穩(wěn)定、加熱過程無(wú)異響、運(yùn)行費(fèi)用低、加熱相對(duì)均勻、占地面積小、投資與生產(chǎn)費(fèi)用低、使用壽命長(zhǎng)和工作效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，更有利于推廣應(yīng)用。用它代替?zhèn)鹘y(tǒng)加熱，其節(jié)電效果尤其顯著，一般可節(jié)電30％左右，個(gè)別場(chǎng)合甚至可達(dá)60％～70％。

石墨烯是一種由碳原子通過sp²雜化軌道形成六角形呈蜂巢晶格結(jié)構(gòu)且只有一層碳原子厚度的二維納米材料。石墨烯的獨(dú)特結(jié)構(gòu)賦予其眾多優(yōu)異特性，如高理論比表面積(2630m²/g)、超高電子遷移率(～200000cm²/v.s)、高熱導(dǎo)率(5300W/m.K)、高楊氏模量(1.0TPa)和高透光率(～97.7％)等。憑其結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)勢(shì)，石墨烯在能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換器件、納米電子器件、多功能傳感器、柔性可穿戴電子、電磁屏蔽、防腐等領(lǐng)域均有巨大應(yīng)用前景。鑒于石墨烯的柔性和導(dǎo)電特性，將石墨烯漿體加入到油墨中制備出一種導(dǎo)電油墨，進(jìn)一步通過油墨噴涂、干燥制備成石墨烯發(fā)熱層，制成石墨烯發(fā)熱體，具有生產(chǎn)過程快速、用料省、成本低等特點(diǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般通過將石墨烯制成石墨烯漿料、油墨或涂料，再通過印刷方式制備成石墨烯發(fā)熱涂層等。但這些方式制備石墨烯發(fā)熱涂層存在厚度可控性差、產(chǎn)熱不均勻、方阻大、導(dǎo)熱性能一般、紅外線發(fā)射率受限等缺陷，而且現(xiàn)有的石墨烯發(fā)熱涂層還存在柔性較差、導(dǎo)電體濃度低、長(zhǎng)期使用容易脆裂等問題，導(dǎo)致現(xiàn)有的石墨烯發(fā)熱涂層使用壽命短、不適宜長(zhǎng)期使用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基地暖磚，以解決現(xiàn)有地暖磚存在的發(fā)熱涂層厚度可控性差、產(chǎn)熱不均勻、方阻大、導(dǎo)熱性能一般、紅外線發(fā)射率受限、石墨烯發(fā)熱涂層柔性差、長(zhǎng)期使用易脆裂等問題。

本發(fā)明提供了一種多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基地暖磚，包括保溫層、多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基發(fā)熱膜和瓷磚層，所述多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基發(fā)熱膜夾設(shè)于保溫層與瓷磚層之間；

所述多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基發(fā)熱膜包括第一透明絕緣層、多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導(dǎo)電薄膜、第二透明絕緣層以及電極，所述第一透明絕緣層覆蓋多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導(dǎo)電薄膜的一面，所述第二透明絕緣層覆蓋多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導(dǎo)電薄膜的另一面，所述電極的一端與多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導(dǎo)電薄膜電連接，所述電極的另一端延伸出第一透明絕緣層外或者第二透明絕緣層外；

所述多孔碳化鈮MXene/還原氧化石墨烯基導(dǎo)電薄膜的制備方法包括以下步驟：

制備工作電極：提供石墨粉及鈮碳化鋁粉，將所述石墨粉及鈮碳化鋁粉研磨至200目以上細(xì)度，所述石墨粉與鈮碳化鋁粉的質(zhì)量比為1～8:1，將石墨粉與鈮碳化鋁粉混合后壓制成工作電極；