细菌纤维素基电磁功能复合膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及功能材料技术领域，具体涉及一种细菌纤维素基电磁功能复合膜的制备方法。细菌纤维素基电磁功能复合膜的制备方法，包括如下步骤：（1）钴铁氧体/细菌纤维素复合膜的制备；（2）聚吡咯/钴铁氧体/细菌纤维素复合膜的制备。本发明专利技术以细菌纤维素作为基体材料，通过原位复合磁性材料纳米钴铁氧体和导电聚吡咯，制备了具有电磁功能的纳米复合膜材料。该复合膜继承了细菌纤维素三维网状结构，在优化的条件下，得到的复合膜电导率为0.4S/cm，其饱和磁化率最大为11.1。复合膜具有较好的力学性能，拉伸强度为14MPa。复合膜的屏蔽效能为25dB，是一种良好的具有潜在应用价值的民用或商业用电磁屏蔽材。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功能材料
，具体涉及一种细菌纤维素基电磁功能复合膜的制备方法。
技术介绍
钴铁氧体是性能优良的软磁材料，具有纳米材料本身的小尺寸效应和比表面积效应，同时具有优良的磁学特性，高的磁晶各向异性、高的矫顽力和磁饱和强度，其化学性能稳定且耐腐蚀和磨损，因此被广泛应用于垂直磁记录、磁性和磁光器件、微波器件、生物医用材料以及电磁屏蔽材料。钴铁氧体较另一常用磁材料Fe3O4，其制备过程无须隔绝氧气，实验可在空气环境下直接进行。聚吡咯是３大导电聚合物材料之一，可在水溶液中聚合，反应条件温和、反应活性高，容易与其它功能材料复合，具有制备条件温和、制备成本低、电导率高、无毒且化学稳定性好等优点，在电极材料、传感器、金属防腐、电致变色材料、电磁屏蔽材料、生物医用材料等领域有着广泛的应用前景，但其不熔不溶的特点使得加工性能差，纯力学性能差，限制了它的应用。细菌纤维素作为一种新型的天然高聚物生物材料，可再生且无污染，其独特的三维网状结构，大量的纳米级孔可作为“模板”使用。表面有很多活泼羟基，反应活性高，可以引导控制合成具有特定形貌的聚合物纳米功能复合材料。并且它具有柔性、可加工性和良好的力学性能，可被用作高性能的复合材料基体。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种细菌纤维素基电磁功能复合膜的制备方法。本专利技术的技术方案在于：细菌纤维素基电磁功能复合膜的制备方法，包括如下步骤：（1）钴铁氧体/细菌纤维素复合膜的制备将细菌纤维素膜切成小片，浸渍于NaOH水溶液中1h，然后用去离子水冲洗至中性，备用；配置Co2+/Fe3+溶液，其中，Co2+的浓度为0.01-0.09mol/L，Fe3+的摩尔浓度为Co2+的两倍；之后将细菌纤维素膜进行压水处理后浸入上述溶液中，磁力搅拌20h后取出细菌纤维素膜，浸入0.2mol/L的NaOH-PVP溶液中，恒温80℃条件下反应1h，即可得到钴铁氧体/细菌纤维素复合膜；（2）聚吡咯/钴铁氧体/细菌纤维素复合膜的制备配置吡咯浓度为0.01-0.09mol/L的溶液，然后将钴铁氧体/细菌纤维素湿膜用去离子水清洗干净，浸入吡咯单体溶液中，在磁力搅拌的作用下浸泡2h，滴加氧化剂三氯化铁溶液，即可得到聚吡咯/钴铁氧体/细菌纤维素复合膜，通过冷冻干燥制细菌纤维素基电磁功能复合膜。所述的NaOH水溶液的质量分数为1％。所述的滴加氧化剂时，n(吡咯单体)/n(氧化剂)＝1∶2.3。所述的将细菌纤维素膜切成小片的尺寸为5cm×4cm×0.5cm。所述的Co2+的浓度为0.01mol/L。本专利技术的技术效果在于：本专利技术以细菌纤维素作为基体材料，通过原位复合磁性材料纳米钴铁氧体和导电聚吡咯，制备了具有电磁功能的纳米复合膜材料。该复合膜继承了细菌纤维素三维网状结构，在优化的条件下，得到的复合膜电导率为0.4S/cm，其饱和磁化率最大为11.1。复合膜具有较好的力学性能，拉伸强度为14MPa。复合膜的屏蔽效能为25dB，是一种良好的具有潜在应用价值的民用或商业用电磁屏蔽材。具体实施方式细菌纤维素基电磁功能复合膜的制备方法，包括如下步骤：（1）钴铁氧体/细菌纤维素复合膜的制备将细菌纤维素膜切成小片，浸渍于NaOH水溶液中1h，然后用去离子水冲洗至中性，备用；配置Co2+/Fe3+溶液，其中，Co2+的浓度为0.01-0.09mol/L，Fe3+的摩尔浓度为Co2+的两倍；之后将细菌纤维素膜进行压水处理后浸入上述溶液中，磁力搅拌20h后取出细菌纤维素膜，浸入0.2mol/L的NaOH-PVP溶液中，恒温80℃条件下反应1h，即可得到钴铁氧体/细菌纤维素复合膜；（2）聚吡咯/钴铁氧体/细菌纤维素复合膜的制备配置吡咯浓度为0.01-0.09mol/L的溶液，然后将钴铁氧体/细菌纤维素湿膜用去离子水清洗干净，浸入吡咯单体溶液中，在磁力搅拌的作用下浸泡2h，滴加氧化剂三氯化铁溶液，即可得到聚吡咯/钴铁氧体/细菌纤维素复合膜，通过冷冻干燥制细菌纤维素基电磁功能复合膜。其中，所述的NaOH水溶液的质量分数为1％。所述的滴加氧化剂时，n(吡咯单体)/n(氧化剂)＝1∶2.3。所述的将细菌纤维素膜切成小片的尺寸为5cm×4cm×0.5cm。所述的Co2+的浓度为0.01mol/L。以看出细菌纤维素膜由纤维互相缠绕而成，纤维直径约为50nm，纤维表面光滑，构成超微网状结构。复合后细菌纤维素膜的纳米三维网络结构较好地保存了下来，而细菌纤维素纳米纤维、钴铁氧体纳米颗粒与聚吡咯形成了一种核壳结构，其纤维直径明显变大。钴铁氧体纳米颗粒附着在纤维表面，随着钴铁离子浓度的增加，附着钴铁氧体纳米颗粒数量增加，且复合量较大时，会出现纳米颗粒的团聚。当吡咯单体浓度较低时，聚吡咯分布在细菌纤维素纳米纤维表面，并没有形成完整的连续结构；随着吡咯单体浓度的增加，聚吡咯在氢键作用下沿细菌纤维素纳米纤维表面生长，形成聚吡咯包裹在细菌纤维素纤维上的核壳结构，同时，钴铁氧体纳米颗粒也被包覆其中；当吡咯单体浓度较为适宜时，聚吡咯在细菌纤维素上均匀分布并形成连续的纳米鞘结构。本文档来自技高网...

【技术保护点】
细菌纤维素基电磁功能复合膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）钴铁氧体/细菌纤维素复合膜的制备将细菌纤维素膜切成小片，浸渍于NaOH水溶液中1h，然后用去离子水冲洗至中性，备用；配置Co2+/Fe3+溶液，其中， Co2+的浓度为0.01‑0.09mol/L， Fe3+的摩尔浓度为Co2+的两倍；之后将细菌纤维素膜进行压水处理后浸入上述溶液中，磁力搅拌20h 后取出细菌纤维素膜，浸入0.2mol/L的NaOH‑PVP 溶液中，恒温80℃条件下反应1h，即可得到钴铁氧体/细菌纤维素复合膜；（2）聚吡咯/钴铁氧体/细菌纤维素复合膜的制备配置吡咯浓度为0.01‑0.09mol/L的溶液，然后将钴铁氧体/细菌纤维素湿膜用去离子水清洗干净，浸入吡咯单体溶液中，在磁力搅拌的作用下浸泡2h，滴加氧化剂三氯化铁溶液，即可得到聚吡咯/钴铁氧体/细菌纤维素复合膜，通过冷冻干燥制细菌纤维素基电磁功能复合膜。

【技术特征摘要】
1.细菌纤维素基电磁功能复合膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）钴铁氧体/细菌纤维素复合膜的制备将细菌纤维素膜切成小片，浸渍于NaOH水溶液中1h，然后用去离子水冲洗至中性，备用；配置Co2+/Fe3+溶液，其中，Co2+的浓度为0.01-0.09mol/L，Fe3+的摩尔浓度为Co2+的两倍；之后将细菌纤维素膜进行压水处理后浸入上述溶液中，磁力搅拌20h后取出细菌纤维素膜，浸入0.2mol/L的NaOH-PVP溶液中，恒温80℃条件下反应1h，即可得到钴铁氧体/细菌纤维素复合膜；（2）聚吡咯/钴铁氧体/细菌纤维素复合膜的制备配置吡咯浓度为0.01-0.09mol/L的溶液，然后将钴铁氧体/细菌纤维素湿膜用去离子水清洗干净，浸入...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长英，
申请(专利权)人：陕西聚洁瀚化工有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61