[发明专利]一种碳包覆高岭土纳米复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳包覆高岭土的纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：取石墨、高岭土放入去离子水中，沸腾状态下回流；将三口烧瓶冷却至60‑80℃，加入聚乙烯醇PVA，搅拌，得到黑色悬浊液；将所述悬浊液超声，抽滤，冷却后得到滤饼；将滤饼真空干燥研磨，得到产品即碳包覆高岭土纳米复合材料。本发明成本低、简便、快速，实现了大规模的生产绿色环保稳定的碳包覆高岭土纳米复合材料。

技术领域

本发明涉及碳包覆高岭土纳米复合材料的制备方法。

背景技术

不同的碳纳米材料具有不同的功能，如石墨碳纳米颗粒具有强大的吸附能力，该类碳纳米颗粒还具有很好的相容性、增敏效应和易于表面功能化等优点。目前，碳纳米颗粒的制备方法可以分为两类：自上而下法和自下而上法。自上而下法即从较大的碳结构剥落制备碳纳米颗粒的物理方法，主要包括：电弧放电法、激光刻蚀法、电化学法、酸回煮法。自下而上法即由分子前驱体制备碳纳米颗粒的化学方法，主要包括：支持合成法、有机物碳化法。这些合成方法各自存在一定的不足，碳纳米颗粒的形貌、产量以及质量难以达到精确控制，不能达到大规模的简单合成。对于其生长机制也缺乏探讨，特别是由于合成方法的限制使其在应用方面的研究尚处于起步阶段。

高岭土是一种非金属矿产，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩，因呈白色而又细腻，又称白云土，化学式为2SiO₂·Al₂O₃·2H₂O，其质纯的高岭土呈洁白细腻、松软土状，具有良好的可塑性和耐火性等理化性质。目前高岭土在塑料填充领域的用量占总产量的比重偏低，塑料成型行业对高岭土填料了解不足。迄今为止，国内开展的高岭土填充塑料研究工作主要集中在聚氯乙烯PVC、聚烯烃和尼龙等少数品种。高岭土填充塑料的研发难点主要在于：①对高岭土进行有效的表面改性，使粒子的亲水性表面被有机化合物完全包覆，改善其与大分子基体间的相容性，降低填料加入对体系力学性能，尤其是韧性方面的不利影响；②使高岭土粒子在塑料基体中均匀分散，不发生明显的团聚现象，在保证共混物力学性能满足要求的前提下，尽量提高高岭土的填充量。

发明内容

本发明为了克服上述的不足，提供了一种碳包覆高岭土纳米复合材料的制备方法，其制备过程成本低、简便、快速。

本发明的技术方案如下：

一种碳包覆高岭土的纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取1-2g石墨、1-3g高岭土放入到装有100ml去离子水的三口烧瓶中，石墨：高岭土：去离子水＝1-2g：1-3g：100ml，在室温下200rpm下搅拌2h，然后在130-150℃沸腾状态下回流24h；

(2)将三口烧瓶冷却至60-80℃，加入1-5毫升聚乙烯醇PVA(5mg/ml)，在300rpm下搅拌6h，冷却至室温，得到黑色悬浊液；

(3)将悬浊液在80-120W、30-50KHz超声3-6h，抽滤，用去离子水洗涤滤饼至质量不变；

(4)将滤饼在50-80℃下真空干燥8-10h，对干燥后的滤饼进行研磨，得到产品即碳包覆高岭土纳米复合材料。

本发明的有益效果是：

本发明具有可连续生产，环境污染少等优点，在制备碳包覆高岭土纳米复合材料时更为经济、便捷和环保。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是原料石墨和碳包覆高岭土纳米复合材料样品UV图；

图2是碳包覆高岭土纳米复合材料样品粒径测试图；

图3是原料石墨的SEM图；

图4是碳包覆高岭土纳米复合材料样品TEM图。