基于聚吡咯改性MXene的光-电制热棉织物及制备方

本发明属于织物制备，具体涉及基于聚吡咯改性mxene的光-电制热热棉织物的制备方法，还涉及该光-电制热棉织物。背景技术：1、在严寒的气候条件下，保持内环境的稳定温度对于维持人体正常的新陈代谢和生命体征至关重要。通常情况下，人体具备自我调节体温的机制，能够保持恒定的体温。然而，在复杂多变的低温环境下，人体的自我调节功能无法维持舒适的温度状态，因此需要外部热源来辅助维持正常的生活活动。传统的暖通空调系统调节温度效率较低，并且会产生大量的碳排放。2、光热材料作为一种有效的能量转换媒介，在可穿戴智能材料领域被日益关注。光热材料能够吸收近红外光，通过等离子体共振或者能量跃迁带产生热，从而实现局部迅速升温。棉织物具有极佳的穿着舒适感，且具有成本低廉、可再生和易生物降解等优点，在亲肤类纺织品中应用广泛，是制备可穿戴制热织物的理想基材之一。通过将光热转换材料引入棉织物表面赋予织物光热性能，可以实现人体户外保暖。3、mxene因其近乎100％的光热转换性能备受瞩目。然而，mxene纳米片的丰富活性基团使其在潮湿环境中容易氧化，从而降低了其光热性能。聚吡咯具有良好的生物相容性和共轭结构，可作为插层介质有效防止mxene纳米片的自堆叠，保持其高效的光热性能。同时，聚吡咯在接触氧气时形成致密的保护层，有效防止mxene纳米片的氧化。银纳米颗粒具有优异的电导率和局域表面等离子体共振效应，能够进一步提升材料的光热转换效率和电热性能。技术实现思路1、本发明的目的在于提供基于聚吡咯改性mxene的光-电制热棉织物的制备方法，该制热棉织物具有优异的光热性能、电热性能以及抗氧化性能。2、本发明的另一目的在于提供基于聚吡咯改性mxene的光-电制热棉织物。3、本发明所采用的技术方案是，基于聚吡咯改性mxene的光-电制热棉织物的制备方法，具体按照以下步骤实施：4、步骤1，制备聚多巴胺改性棉织物；5、步骤2，将硝酸银溶解于去离子水中，搅拌均匀，将氨水滴加入硝酸银溶液中，直至溶液由澄清变浑浊再变澄清，制得银氨溶液；将步骤1得到的聚多巴胺改性棉织物浸泡在银氨溶液中，然后再加入葡萄糖溶液进行反应，取出后充分清洗棉织物，烘干，得到电热棉织物；6、步骤3，在mxene溶液中加入吡咯，加入hcl溶液，搅拌均匀，得到mxene和吡咯共混溶液，将共混溶液沉积在步骤2中制得的电热棉织物表面，烘干，得到基于聚吡咯改性mxene的光-电制热棉织物。7、本发明的特点还在于，8、步骤1中，具体为：9、将盐酸多巴胺、三羟基氨基甲烷溶于去离子水中，用氨水调节该混合溶液的ph至8.5，形成多巴胺溶液，在多巴胺溶液中加入棉织物，在25℃的条件下振荡反应20-26h，取出棉织物充分清洗，烘干得到聚多巴胺改性棉织物。10、盐酸多巴胺、三羟基氨基甲烷与去离子水的质量比为0.15-0.25：0.9-1.5：50-150。11、步骤2中，浸泡时间为1-2h；反应时间为4-8h。12、步骤2中，硝酸银与去离子水的质量比为1-2：50-150；葡萄糖溶液由质量比为0.95-1.95：50-150的葡萄糖与去离子水混合而成。13、步骤3中，沉积时间为4-8h；吡咯、mxene溶液、hcl溶液的质量体积比为0.25-0.75g：10ml：50ml。14、本发明所采用的另一技术方案是，基于聚吡咯改性mxene的光-电制热棉织物，由基于聚吡咯改性mxene的光-电制热棉织物的制备方法制备得到。15、本发明的有益效果是：本发明的方法中，选取具有良好的透气性和穿着舒适性的棉织物作为基材，利用吡咯对mxene进行改性，进而通过自然沉积法将吡咯改性的mxene引入银纳米粒子附着的棉纤维表面，制得具有优异的光热性能、电热性能以及抗氧化性能的制热棉织物。该制热棉织物的太阳光谱吸收率为～96％，室外升温测试中(东经:108°58′；北纬34°23′)，其峰值温度达到104.5℃，比纯棉织物峰值温度高46.8℃，且电导率大于14000s/m。技术特征：1.基于聚吡咯改性mxene的光-电制热棉织物的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：2.如权利要求1所述的基于聚吡咯改性mxene的光-电制热棉织物的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，具体为：3.如权利要求1所述的基于聚吡咯改性mxene的光-电制热棉织物的制备方法，其特征在于，盐酸多巴胺、三羟基氨基甲烷与去离子水的质量比为0.15-0.25：0.9-1.5：50-150。4.如权利要求1所述的基于聚吡咯改性mxene的光-电制热棉织物的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，浸泡时间为1-2h；反应时间为4-8h。5.如权利要求1所述的基于聚吡咯改性mxene的光-电制热棉织物的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，硝酸银与去离子水的质量比为1-2：50-150；葡萄糖溶液由质量比为0.95-1.95：50-150的葡萄糖与去离子水混合而成。6.如权利要求1所述的基于聚吡咯改性mxene的光-电制热棉织物的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，沉积时间为4-8h；吡咯、mxene溶液、hcl溶液的质量体积比为0.25-0.75g：10ml：50ml。7.基于聚吡咯改性mxene的光-电制热棉织物，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述的方法制备得到。技术总结本发明公开了基于聚吡咯改性MXene的光‑电制热棉织物及制备方法，具体为：制备聚多巴胺改性棉织物；将硝酸银溶解于去离子水中，搅拌均匀，将氨水滴加入硝酸银溶液中，直至溶液由澄清变浑浊再变澄清，制得银氨溶液；将聚多巴胺改性棉织物浸泡在银氨溶液中，加入葡萄糖溶液进行反应，清洗，烘干，得到电热棉织物；在MXene溶液中加入吡咯、HCl溶液，搅拌均匀，得到MXene和吡咯共混溶液，将共混溶液沉积在电热棉织物表面，烘干，即可。本发明的方法中，利用吡咯对MXene进行改性，进而通过自然沉积法将吡咯改性的MXene引入银纳米粒子附着的棉纤维表面，制得具有优异的光热性能、电热性能以及抗氧化性能的制热棉织物。技术研发人员：贾张婷,高党鸽,雷兴安,黄欣然,吕斌,田玲玲,张洁,范岑馨受保护的技术使用者：陕西科技大学技术研发日：技术公布日：2024/8/21