【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及弹性热电纤维的制备，具体是涉及一种可拉伸弹性热电纤维的制备方法。
技术介绍
1、在化石燃料等燃烧的过程中，大约仅有30-40％的能量被有效利用，而剩余60-70％的能量以废热的形式排出被浪费掉。因此，随着能源和环境问题的日渐严峻，开发新型高效的绿色清洁能源技术迫在眉睫。而自发现以来，基于塞贝克效应的热电转换技术提供了一种独特的方法，可以将热能直接转换为电能而不会造成环境污染。如果能有效地收集并将这些热能转换成电能，那么人体作为一个恒热源，将有可能为电子器件提供源源不断的能量。
2、近年来，柔性热电材料通过人体皮肤和外界环境的温度差将热能直接转化为电能，从而为可穿戴电子器件供电，得到了很好的发展，引起人们越来越多的关注。如何制备高热电性能的柔性材料成为一个亟需解决的问题。
3、自2011年发现一个名为mxenes的新型2d材料家族以来，mxenes作为合适的纳米材料在智能和电子纺织品的研究领域具有明显优势。mxene具有超高的体积比容量、金属导电性、优越的亲水性和丰富的表面化学性质，被认为是一种很有前途的柔性电极。同时，由于mxene表面具有丰富的含氧官能团，在多种溶剂中表现出优异的分散性，因此可以通过不同的技术进行加工，例如纺丝、涂布和印刷等。然而，由于mxene是一种新材料，它的研究还处于初级阶段，存在一些局限性，例如，纯的mxene具有相对较低的纵横比和较高的弯曲刚度，在水分散液中不能纺丝，需要在其中添加支撑结构，以提高其可纺性，在热电可穿戴领域，导电弹性纤维热电性能欠佳，结构孔隙不够均
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种可拉伸弹性热电纤维的制备方法。
2、为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种可拉伸弹性热电纤维的制备方法，所述方法如下：
3、步骤(1)：采用原位hf刻蚀技术刻蚀块体max，获得mxene纳米片溶液；
4、步骤(2)：将步骤(1)得到的mxene纳米片溶液离心，将离心出的上清液倒出，加入dmso进行溶液置换，震荡，将沉淀重新分散，去除水溶液，得到dmso分散的高浓度mxene凝胶；
5、步骤(3)：取mxene凝胶，加入cnts、tpu和dmso进行加热搅拌，得到纺丝液；tpu和dmso的质量比是30：1～10：1，tpu和mxene凝胶的质量比为1:0.1～1:10，cnts和mxene的质量比为1:10～10:1；
6、步骤(4)：将步骤(3)得到的纺丝液在凝固浴中进行湿法纺丝，得到mxene/cnts/tpu复合纤维；
7、步骤(5)：将步骤(4)得到的纤维进行加热处理，冷却后得到可拉伸弹性热电纤维。
8、优选的，步骤(1)所述的采用原位hf刻蚀技术刻蚀块体max，获得mxene纳米片溶液，具体步骤如下：按质量比，盐酸、氟化锂、前驱体钛铝碳＝17.7:1.6:1，将盐酸、氟化锂、前驱体钛铝碳依次加入塑料瓶，进行加热反应并搅拌，加热温度为30℃～40℃，反应时间为24-36h，反应结束后冷却，离心水洗，直至ph≤7，离心条件为转速为3000-5000r min-1，离心时间为5-15min；将mxene纳米片剥离分层，将剥离完全的mxene纳米片分散在水中得到mxene纳米片溶液。
9、优选的，所述加热温度为35℃，反应时间为24h。
10、优选的，盐酸的浓度为10～20m。
11、优选的，离心转速为3500r min-1，离心时间为5min。
12、优选的，步骤(2)具体步骤如下：将步骤(1)得到的mxene纳米片溶液在10000rmin-1离心1h，将离心出的上清液水倒出，加入10-15ml dmso进行溶液置换，震荡，将沉淀重新分散，重复该离心过程3次，去除水溶液，最后得到dmso分散的高浓度mxene凝胶。
13、优选的，步骤(3)中加热温度为60℃～70℃，反应时间为2～6h，搅拌速率为200～300r min-1。
14、优选的，dmso的浓度为200mg ml-1。
15、优选的，步骤(4)具体步骤如下：纺丝液装入注射器中，使用微流体注射泵匀速挤出到凝固浴中，在凝固浴中静置10～300min，注射器所用的针头规格为16～21g，微流体注射泵的挤出速度为0.5ml h-1～50ml h-1；凝固浴为18mωcm-1的超纯水或0.5wt％的壳聚糖水/醋酸溶液。
16、优选的，，步骤(5)中加热温度为40℃～80℃，加热时间为0.5h～1h。
17、本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的制备方法简单易行，具有连续化生产的潜力；制备出的新型可拉伸弹性热电纤维具有良好的热电性能和均匀多孔结构。在保证纤维的力学强度的同时，有效降低了纤维的热导率，同时由于其联通的孔结构，纤维电导率较高，因此其热电功率因子大幅度提高。同时获得的纤维可以直接编织为导电的功能织物，不仅在可穿戴热电领域，在其它柔性可穿戴织物领域也表现出较好的应用前景。
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1.一种可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，所述方法如下：
2.根据权利要求1所述的可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的采用原位HF刻蚀技术刻蚀块体MAX，获得MXene纳米片溶液，具体步骤如下：按质量比，盐酸、氟化锂、前驱体钛铝碳＝17.7:1.6:1，将盐酸、氟化锂、前驱体钛铝碳依次加入塑料瓶，进行加热反应并搅拌，加热温度为30℃～40℃，反应时间为24-36h，反应结束后冷却，离心水洗，直至PH≤7，离心条件为转速为3000-5000r min-1，离心时间为5-15min；将MXene纳米片剥离分层，将剥离完全的MXene纳米片分散在水中得到MXene纳米片溶液。
3.根据权利要求2所述的可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，所述加热温度为35℃，反应时间为24h。
4.根据权利要求2所述的可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，盐酸的浓度为10～20M。
5.根据权利要求2所述的可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，离心转速为3500r min-1，离心时间为5min。
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7.根据权利要求1所述的可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，步骤(3)中加热温度为60℃～70℃，反应时间为2～6h，搅拌速率为200～300r min-1。
8.根据权利要求1所述的可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，DMSO的浓度为200mg mL-1。
9.根据权利要求1所述的可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，步骤(4)具体步骤如下：纺丝液装入注射器中，使用微流体注射泵匀速挤出到凝固浴中，在凝固浴中静置10～300min，注射器所用的针头规格为16～21G，微流体注射泵的挤出速度为0.5mL h-1～50mL h-1；凝固浴为18MΩcm-1的超纯水或0.5wt％的壳聚糖水/醋酸溶液。
10.根据权利要求1所述的可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，步骤(5)中加热温度为40℃～80℃，加热时间为0.5h～1h。
...【技术特征摘要】
1.一种可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，所述方法如下：
2.根据权利要求1所述的可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的采用原位hf刻蚀技术刻蚀块体max，获得mxene纳米片溶液，具体步骤如下：按质量比，盐酸、氟化锂、前驱体钛铝碳＝17.7:1.6:1，将盐酸、氟化锂、前驱体钛铝碳依次加入塑料瓶，进行加热反应并搅拌，加热温度为30℃～40℃，反应时间为24-36h，反应结束后冷却，离心水洗，直至ph≤7，离心条件为转速为3000-5000r min-1，离心时间为5-15min；将mxene纳米片剥离分层，将剥离完全的mxene纳米片分散在水中得到mxene纳米片溶液。
3.根据权利要求2所述的可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，所述加热温度为35℃，反应时间为24h。
4.根据权利要求2所述的可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，盐酸的浓度为10～20m。
5.根据权利要求2所述的可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，离心转速为3500r min-1，离心时间为5min。
6.根据权利要求1所述的可拉伸弹性热电纤维的制备方法，其特征在于，步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：李佳慧，谢明星，黄章帆，孙祝玺，蒋婷婷，谢燕楠，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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