本發(fā)明屬于功能織物領(lǐng)域，具體涉及一種高導(dǎo)電性的石墨烯基織物及其制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、近年來，隨著可穿戴電子器件的快速發(fā)展，對(duì)具有良好服用特性，同時(shí)具有優(yōu)異導(dǎo)電性的功能織物的需求日趨增加。由于本身固有的高比表面積、高導(dǎo)電性以及優(yōu)異的柔性，石墨烯自2004年發(fā)現(xiàn)以來就備受關(guān)注，有望在可穿戴電子信息、能源存儲(chǔ)、能量轉(zhuǎn)化等方面實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。其中的織物一般由高分子纖維通過特定的編織方式獲得，由于石墨烯本身表面缺乏活性基團(tuán)，導(dǎo)致其難以直接均勻的負(fù)載于高分子纖維表面。因此，往往需要通過對(duì)織物或者石墨烯進(jìn)行改性來實(shí)現(xiàn)兩者之間的相互作用。在織物改性方面，可以通過高分子表面活性劑表面修飾(j.mater.sci.-mater.el.,2018,29,8010.)，等離子體處理提高表面活性基團(tuán)數(shù)量(synthetic?met.,2015,202,110.)以及聚多巴胺原位聚合負(fù)載(mater.chem.phys.,2020,241,122371.)等方法實(shí)現(xiàn)石墨烯的負(fù)載。在石墨烯改性方面，可以通過氧化石墨烯負(fù)載后還原(rsc?adv.,2014,4,23869.)，石墨烯片層化學(xué)修飾具有活性端基的官能團(tuán)(adv.mater.interfaces,2020,7,2000814.)等方法提高相互作用。但是上述方法存在以下幾個(gè)問題：(1)其都需要對(duì)織物或者石墨烯進(jìn)行表面修飾和處理，往往會(huì)導(dǎo)致石墨烯和織物本身的功能喪失，比如其導(dǎo)電性和織物強(qiáng)度往往會(huì)有所降低；(2)在實(shí)際生產(chǎn)過程中，修飾和處理都在溶液中進(jìn)行，加工流程較長，往往會(huì)產(chǎn)生大量不必要的環(huán)境污染以及能源浪費(fèi).
2、因此，為了克服目前導(dǎo)電織物制備過程中功能缺失以及流程繁瑣的問題，亟需開發(fā)更為簡(jiǎn)單有效地加工方式來實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)電性和機(jī)械性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于針對(duì)目前石墨烯基導(dǎo)電織物加工方法繁瑣，功能化織物導(dǎo)電性和機(jī)械性能不佳等問題，提供一種高導(dǎo)電性的石墨烯基織物及簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)的制備方法，實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)電性功能織物的連續(xù)化綠色制備。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
3、一種高導(dǎo)電性的石墨烯基織物，其特征在于，具有石墨烯納米片表面包裹織物的結(jié)構(gòu)；其中，所述石墨烯通過施壓條件下摩擦的方式負(fù)載
4、進(jìn)一步地，所述織物厚度為0.5～5mm，織物結(jié)構(gòu)為機(jī)織布、針織布或無紡布。
5、進(jìn)一步地，織物種類包括棉織物、滌綸織物、錦綸織物、聚四氟乙烯織物、聚乙烯織物或者聚丙烯織物等材料。
6、為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
7、高導(dǎo)電性的石墨烯基織物的制備方法，其特征在于，包括以下具體步驟：
8、(1)織物表面清洗：將織物材料用去離子水和乙醇浸泡超聲清洗，除去表面雜質(zhì)和油脂，真空干燥后用于導(dǎo)電層的負(fù)載；
9、(2)導(dǎo)電層負(fù)載：以打磨機(jī)作為主要負(fù)載工具，將石墨烯粉體直接通過壓力條件下多次打磨后實(shí)現(xiàn)在織物表面的負(fù)載；使得石墨烯片層能夠與織物表面充分接觸摩擦，實(shí)現(xiàn)表面的原位負(fù)載；
10、(3)牢度提升：通過水流洗滌織物表面，除去表層未完全負(fù)載的石墨烯，提高織物表面導(dǎo)電層的負(fù)載牢度，進(jìn)而提高織物表面導(dǎo)電層的穩(wěn)定性，干燥后獲得石墨烯修飾的導(dǎo)電織物；
11、(4)重復(fù)負(fù)載：重復(fù)上述步驟(2)和步驟(3)，進(jìn)一步提高導(dǎo)電層在織物表面的負(fù)載量，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電織物的構(gòu)筑。
12、進(jìn)一步地，石墨烯通過機(jī)械剝離法、電化學(xué)剝離法或化學(xué)還原氧化石墨烯制備得到。具體描述如下：機(jī)械剝離法的石墨烯通過研磨分散機(jī)處理后獲得；電化學(xué)法剝離的石墨烯通過三電極法獲得；化學(xué)還原法獲得的石墨烯通過將hummers法制備的氧化石墨烯在氫碘酸、水合肼、抗壞血酸等還原劑中反應(yīng)獲得。
13、進(jìn)一步地，所用打磨機(jī)底盤為橡膠材質(zhì)，打磨所用壓力范圍為0.01～1mpa，打磨時(shí)間為1～10min。
14、進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，沖洗水壓為0.1～10mpa，沖洗時(shí)間為5～60s。
15、進(jìn)一步地，重復(fù)負(fù)載次數(shù)為2～5次
16、進(jìn)一步地，步驟(1)中用體積比1:1的去離子水和乙醇混合溶液超聲10min，除去織物表面的顆粒雜質(zhì)和油脂，用去離子水洗滌后在40℃真空烘箱中干燥6h，獲得表面清潔的織物基底。
17、本發(fā)明通過一定壓力下摩擦的方式將石墨烯負(fù)載于織物表面，方法簡(jiǎn)單易行，不需要對(duì)織物和石墨烯進(jìn)行表面改性，制備的功能織物導(dǎo)電性能良好。
1.一種高導(dǎo)電性的石墨烯基織物，其特征在于，具有石墨烯納米片表面包裹織物的結(jié)構(gòu)；其中，所述石墨烯通過施壓條件下摩擦的方式負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯基織物，其特征在于，所述織物厚度為0.5～5mm，織物結(jié)構(gòu)為機(jī)織布、針織布或無紡布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯基織物，其特征在于，織物種類包括棉織物、滌綸織物、錦綸織物、聚四氟乙烯織物、聚乙烯織物或聚丙烯織物。
4.高導(dǎo)電性的石墨烯基織物的制備方法，其特征在于，包括以下具體步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石墨烯基織物的制備方法，其特征在于，石墨烯通過機(jī)械剝離法、電化學(xué)剝離法或化學(xué)還原氧化石墨烯制備得到。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石墨烯基織物的制備方法，其特征在于，所用打磨機(jī)底盤為橡膠材質(zhì)，打磨所用壓力范圍為0.01～1mpa，打磨時(shí)間為1～10min。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石墨烯基織物的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，沖洗水壓為0.1～10mpa，沖洗時(shí)間為5～60s。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石墨烯基織物的制備方法，其特征在于，重復(fù)負(fù)載次數(shù)為2～5次。