石墨烯包覆镍纤维的制备及电性能研究

2021-07-30叶兵红熊国宣

东华理工大学学报(自然科学版) 2021年3期

叶兵红，熊国宣

(东华理工大学化学生物与材料科学学院,江西南昌 330013)

镍纤维作为一种金属纤维材料(庾莉萍，2009)，是由金属丝经多次多股拉拔、热处理等特殊工艺制备而成，具有较大长径比，耐腐蚀、导磁、导电等优良性能，广泛应用于冶金、化工、电子技术方面以及军工、高科技等领域(杨莹等，2019；Chen et al.,2010; Shi et al.,2014；王楠等，2014)。镍纤维在我国已成为新型软态工业复合材料重要的可塑材料之一，已在电磁屏蔽、吸波材料等领域得到了广泛应用(熊国宣等，2019；杨莹等，2017)。利用镍纤维的优点，采用物理化学方法对其包覆改性，制备一种新型的纤维复合材料，进一步扩大镍纤维的应用领域。

因镍纤维在水溶液中分散性较差，极大地限制了导电镍纤维作为金属基复合材料的发展。而石墨烯具有较低的密度(徐祥等,2019)、坚硬性和优良的导电性等优点(胡忠良等，2011；董丽婷等，2015;郭伟华等，2016)，且氧化石墨烯带有亲水基团(Stankovich et al.,2006;Hirata et al.,2004;Szabó et al.,2005)，在水中的分散性较好(Lin et al.,2010; Paredes et al.,2008)。因此在金属镍纤维中引入石墨烯，能降低复合材料的比重，提高复合材料的硬度、耐腐蚀性和导电性，改善复合材料的均匀性(傅玲等，2005；Hummers et al.,1958;张伟强等，2014；刘国强，2015；Yun et al.,2013；Coxon et al.,2007；Pei et al.,2010)。笔者利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰镍纤维，通过Hummers法制备氧化石墨烯，用氢碘酸还原氧化石墨烯，将石墨烯包覆在镍纤维表面，制备出一种新型复合材料，并研究修饰剂浓度、分散液pH值、还原剂用量、温度和时间对复合材料性能的影响。