[发明专利]芳纶纳米纤维/二硫化钨气凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种芳纶纳米纤维/二硫化钨气凝胶，其特征在于：以重量份数计，包括以下原料：芳纶纳米纤维分散液40-60份、二硫化钨0.1-1份；芳纶纳米纤维分散液的浓度为0.1-10mg/ml；

其中：

所述的芳纶纳米纤维分散液的制备方法，由以下步骤组成：

(1)用乙醇清洗短切芳纶纤维，然后于40-100℃干燥1-2h；

(2)依次将烘干后的短切芳纶纤维、氢氧化钾、二甲基亚砜和超纯水加入反应容器中，密封，于300-800r/min的转速下磁力搅拌6-8天，制备得到芳纶纳米纤维分散液；

步骤(2)中二甲基亚砜与超纯水的体积比为25-30:1；

步骤(2)中氢氧化钾与二甲基亚砜和超纯水混合溶液的质量体积比为1-1.5:200；

步骤(2)中制备得到的芳纶纳米纤维分散液的浓度为0.1-10mg/ml。

2.根据权利要求1所述的芳纶纳米纤维/二硫化钨气凝胶，其特征在于：以重量份数计，包括以下原料：芳纶纳米纤维分散液50份、二硫化钨0.5份。

3.根据权利要求1所述的芳纶纳米纤维/二硫化钨气凝胶，其特征在于：步骤(1)中短切芳纶纤维的长度为3-50mm，直径为0.2-0.25mm；

步骤(1)中采用乙醇清洗短切芳纶纤维3-4次，去除表面杂质。

4.根据权利要求1所述的芳纶纳米纤维/二硫化钨气凝胶，其特征在于：步骤(2)中二甲基亚砜与超纯水的体积比为25:1；

步骤(2)中制备得到的芳纶纳米纤维分散液的浓度为5mg/ml。

5.一种权利要求1所述的芳纶纳米纤维/二硫化钨气凝胶的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成：

(1)按重量份数称取二硫化钨和芳纶纳米纤维分散液，将二硫化钨加入芳纶纳米纤维分散液中得到混合体系；

(2)对步骤(1)得到的混合体系进行超声处理；

(3)对超声后所得混合体系进行离心，离心后取上清液，得到芳纶纳米纤维/二硫化钨分散液；

(4)将步骤(3)得到的芳纶纳米纤维/二硫化钨分散液滴入超纯水中浸泡，分散液质子化凝固成型，固液分离得到芳纶纳米纤维/二硫化钨水凝胶；

(5)将步骤(4)得到的芳纶纳米纤维/二硫化钨水凝胶置于超纯水中，置换除去芳纶纳米纤维/二硫化钨水凝胶中剩余的氢氧化钾/二甲基亚砜混合溶液；

(6)将步骤(5)得到的芳纶纳米纤维/二硫化钨水凝胶置于叔丁醇溶液中，置换除去芳纶纳米纤维/二硫化钨水凝胶中的超纯水；

(7)将步骤(6)得到的芳纶纳米纤维/二硫化钨水凝胶冷冻干燥即可得到芳纶纳米纤维/二硫化钨气凝胶。

6.根据权利要求5所述的芳纶纳米纤维/二硫化钨气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(2)中采用超声波清洗机进行超声处理，超声时间为8-12h，超声温度为35-40℃，超声频率40KHz，超声功率700W；

步骤(3)中采用台式高速离心机进行离心，转速设置为3000-4000r/min，离心时间为10-20min；

步骤(4)中超纯水与芳纶纳米纤维/二硫化钨分散液的体积比为6-7:1，浸泡时间为1-2h。

7.根据权利要求5所述的芳纶纳米纤维/二硫化钨气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(5)中超纯水与芳纶纳米纤维/二硫化钨水凝胶的体积比为8-10:1，置换次数为8-10次，每次置换时间为2-3h；

步骤(6)中叔丁醇溶液与芳纶纳米纤维/二硫化钨水凝胶的体积比为3-5:1，置换次数为3-5次，每次置换时间为1-2h，叔丁醇溶液体积分数为40-60％。

8.根据权利要求5所述的芳纶纳米纤维/二硫化钨气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(7)中采用冷冻干燥机进行冷冻干燥，冷冻干燥温度为-40～-80℃，冷冻干燥时间为24～48h。