[0034] 现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0035] 应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0036] 除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
[0037] 在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
[0038] 关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
[0039] 实施例1
[0040] (1)在0.57mL的质量浓度为5.5%的四氧化三铁溶液中加入0.387g的石蜡中,在60℃水浴中超声混合8min;加入4mL质量浓度为0.5%的纳米纤维素的水分散液,然后将混合液在功率为400W、温度为60℃的超声仪器中超声5min,手摇,重复6次,得到纳米纤维素稳定的水包油的Pickering乳液。
[0041] (2)将步骤(1)中制得的Pickering乳液在‑10℃下冷冻8h,然后再放入‑50℃、真空度为25Pa的冷冻干燥机中冷冻48h,即制得纳米纤维素/石蜡复合泡沫。
[0042] (3)配制20mL摩尔浓度为5mmol/mL的吡咯单体溶液,将步骤(2)中所得的纳米纤维素/石蜡复合泡沫放入吡咯单体溶液中浸泡2h;再转移到50mL摩尔浓度为400mmol/mL的三氯化铁溶液中,冰水浴原位聚合8h后,用去离子水冲洗出去未反应的吡咯单体和三氯化铁溶液。最后冷冻干燥即得纳米纤维素/石蜡/聚吡咯复合泡沫多孔材料。
[0043] 本实施例中的四氧化三铁溶液是将四氧化三铁添加到二氯甲烷溶剂中配置而成。
[0044] 本实施例制得的复合泡沫多孔材料的扫描电子显微镜图见图1,由图1可知结构里镶嵌着尺寸不均匀的石蜡微球,有效的增加三维多孔结构的孔面积;孔壁表面上覆盖着致密的聚吡咯纳米颗粒。本实施例制备的复合泡沫多孔材料电磁波吸收图见图2,图2的左侧是电磁波吸收平面图,右侧是电磁波吸收3D图,由图2可知,本实施例制备的复合泡沫多孔材料对电磁波的吸收反射损耗值达到‑27.60dB,效率高达99%,有效的吸收频宽高达6.6GHz。
[0045] 本实施例制备的复合泡沫多孔材料光进行疏水性能测试,接触角测试图见图3,此复合泡沫多孔材料具有良好的疏水性能,测得的接触角为106.5°(见图3),赋予其在实际应用过程中长期的稳定性和耐用性,并且具有自清洁的能力。
[0046] 本实施例制备的复合泡沫多孔材料在模拟太阳光下照射环境下光热转化性能见图4。由图4可知,在模拟太阳光下照射3min后,表面温度可达到98℃(见图4a),表明具有优异的光热转化性;并且关闭光照5min后,其表面温度仍可以达到44.2℃(见图4b),证明其具有优异的能量储存性能。
[0047] 实施例2
[0048] (1)在0.8mL的质量浓度为5.5%的四氧化三铁溶液中加入0.68g的石蜡,然后在60℃水浴中超声混合6min;加入4mL质量浓度为0.5%的纳米纤维素的水分散液,然后将混合液在功率为380W、温度为60℃的超声仪器中超声7min,手摇,重复5次,得到纳米纤维素稳定的水包油的Pickering乳液。
[0049] (2)将步骤(1)中制得的Pickering乳液在‑30℃下冷冻6h,然后再放入‑50℃、真空度为25Pa的冷冻干燥机中冷冻50h,即制得纳米纤维素/石蜡复合泡沫。
[0050] (3)配制20mL摩尔浓度为20mmol/mL的吡咯单体溶液,将步骤(2)中所得的纳米纤维素/石蜡复合泡沫放入吡咯单体溶液中浸泡3h;再转移到50mL摩尔浓度为400mmol/mL的三氯化铁溶液中,冰水浴原位聚合7h后,用去离子水冲洗出去未反应的吡咯单体和三氯化铁溶液。最后冷冻干燥即得纳米纤维素/石蜡/聚吡咯复合泡沫多孔材料。
[0051] 本实施例中的四氧化三铁溶液是将四氧化三铁添加到1,2‑二氯乙烷溶剂中配置而成。
[0052] 实施例3
[0053] (1)在0.32mL的质量浓度为5.5%的四氧化三铁溶液中加入0.30g的石蜡,然后在80℃水浴中超声混合9min;加入4mL质量浓度为0.5%的纳米纤维素的水分散液,然后将混合液在功率为420W、温度为80℃的超声仪器中超声3min,手摇,重复6次,得到纳米纤维素稳定的水包油的Pickering乳液。
[0054] (2)将步骤(1)中制得的Pickering乳液在‑20℃下冷冻8h,然后再放入‑50℃、真空度为25Pa的冷冻干燥机中冷冻40h,即制得纳米纤维素/石蜡复合泡沫。
[0055] (3)配制20mL摩尔浓度为10mmol/mL的吡咯单体溶液,将步骤(2)中所得的纳米纤维素/石蜡复合泡沫放入吡咯单体溶液中浸泡1h;再转移到50mL摩尔浓度为400mmol/mL的三氯化铁溶液中,冰水浴原位聚合9h后,用去离子水冲洗出去未反应的吡咯单体和三氯化铁溶液。最后冷冻干燥即得纳米纤维素/石蜡/聚吡咯复合泡沫多孔材料。
[0056] 本实施例中的四氧化三铁溶液是将四氧化三铁添加到氯仿溶剂中配置而成。
[0057] 实施例4
[0058] (1)在0.32mL的质量浓度为5.5%的四氧化三铁溶液中加入0.18g的石蜡,然后在65℃水浴中超声混合7min;加入4mL质量浓度为0.5%的纳米纤维素的水分散液,然后将混合液在功率为400W、温度为70℃的超声仪器中超声5min,手摇,重复7次,得到纳米纤维素稳定的水包油的Pickering乳液。
[0059] (2)将步骤(1)中制得的Pickering乳液在‑25℃下冷冻7h,然后再放入‑50℃、真空度为25Pa的冷冻干燥机中冷冻45h,即制得纳米纤维素/石蜡复合泡沫。
[0060] (3)配制20mL摩尔浓度为15mmol/mL的吡咯单体溶液,将步骤(2)中所得的纳米纤维素/石蜡复合泡沫放入吡咯单体溶液中浸泡2h;再转移到50mL摩尔浓度为400mmol/mL的三氯化铁溶液中,冰水浴原位聚合7h后,用去离子水冲洗出去未反应的吡咯单体和三氯化铁溶液。最后冷冻干燥即得纳米纤维素/石蜡/聚吡咯复合泡沫多孔材料。
[0061] 本实施例中的四氧化三铁溶液是将四氧化三铁添加到正己烷和环己烷混合溶剂中配置而成,正己烷和环己烷体积比为1∶1。
[0062] 对比例1
[0063] 现有技术中主要通过原位聚合和冷冻干燥技术合成了具有微波吸收性能的聚吡咯/纤维素气凝胶。步骤如下:
[0064] 将7g NaOH和12g尿素溶解在81mL去离子水中,并预冷至‑12℃;再把4g棉浆添加到上述预冷的溶液中,然后以8000rpm离心10分钟以获得纤维素溶液。接下来,将2mL环氧氯丙烷添加至20mL上述纤维素溶液中并搅拌30min,然后在室温下静置24h以形成纤维素水凝胶;通过纯化和冷冻干燥获得多孔纤维素气凝胶。将获得的多孔纤维素气凝胶切成一个矩形块(尺寸为2.3cm×1.2cm),并放入去离子水中使其吸水饱和获得湿纤维素块。其次,在室温下将500μL吡咯单体添加到5mL无水乙醇中,得到溶液A(吡咯溶液)。将1.2g无水FeCl3溶解在5mL去离子水中以形成溶液B。随后,将溶液A与溶液B混合,并将湿纤维素块放入混合溶液中直至饱和,并在室温下原位聚合12h;最后,通过纯化和冷冻干燥获得聚吡咯/纤维素气凝胶复合材料。
[0065] 然而,其表现出电磁波吸收的反射损耗值仅达到‑12.24dB;并且其不具备能量储存和释放的能力。
[0066] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。