本發(fā)明涉及云絨，具體為一種抗菌保暖石墨烯量子點(diǎn)云絨的制備方法。

背景技術(shù)：

1、云絨其實(shí)就是一種使用新型工藝制作而成的纖維，它具有良好的保暖性還有高彈性，舒適而且輕彈，通常云絨能夠被加工應(yīng)用在服裝、家居用品等多個(gè)領(lǐng)域之中。云絨是一款完全不同于傳統(tǒng)的新纖維，它采用了全新的滌綸生產(chǎn)工藝，采用多種pet高分子材料混紡的技術(shù)，加工成球絨后，用手摸起來(lái)會(huì)讓人感覺(jué)很舒服，會(huì)有一種好像是凝脂似的感覺(jué)，當(dāng)你用雙手捧起來(lái)，看著還會(huì)有一種飽滿感?，F(xiàn)在云絨可以作為很多物品的填充物，包括了抱枕、被子、布藝玩偶、沙發(fā)、軟床等。

2、但目前云絨的制備還存在較多的缺陷，一則是抗菌纖維素是先制備出纖維素納米纖維，然后再將其與抗菌劑進(jìn)行物理結(jié)合，過(guò)程繁瑣，操作復(fù)雜，中間產(chǎn)物的分離困難，產(chǎn)率低；由于抗菌劑只是分散在納米纖維表面，容易脫落，抗菌持久性差，難以重復(fù)使用，穩(wěn)定性差，且單種無(wú)機(jī)抗菌劑的添加使得抗菌效果捉襟見(jiàn)肘；二則是石墨烯量子點(diǎn)的添加容易因?yàn)棣?π共軛鍵容易團(tuán)聚，制造出的云絨效果性能差的同時(shí)，石墨烯量子點(diǎn)的殺菌效果也大受折扣，因此本發(fā)明提出一種制備方法，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種抗菌保暖石墨烯量子點(diǎn)云絨的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種抗菌保暖石墨烯量子點(diǎn)云絨的制備方法，包括以下制備步驟：

3、（1）取3份天然石墨粉，加入12份濃硫酸、2-3份過(guò)硫酸鉀和2-3份五氧化二磷，在80℃下均勻混合，使其反應(yīng)4-6h；反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，再加入10份去離子水烯釋后靜置24h，然后用膜過(guò)濾分離，取固體用去離子水洗滌3次，然后靜置24h得與氧化石墨；將預(yù)氧化石墨邊攪拌、邊緩慢加入120-140份冷卻的0℃的混合溶液中，拌速度為60rpm，在35℃下攪拌2h后用250份去離子水烯釋，繼續(xù)攪拌2h后再加入600份去離子水，再經(jīng)攪拌2h后加入15-25份過(guò)氧化氫溶液；過(guò)濾，取固體用濃度為8%的稀鹽酸水溶液洗滌2次，再用去離子水洗滌3次，然后將產(chǎn)物透析一周得到氧化石墨；將所得的氧化石墨配制成0.5mg/ml濃度的水溶液，并在超聲機(jī)中進(jìn)行超聲處理30min，超聲功率為35khz，得到單層氧化石墨片溶液；再將單層氧化石墨片溶液放在高速離心機(jī)中離心分離，離心速度為15000rpm，時(shí)間為20min，將所得到的固體再0.085mpa下進(jìn)行真空干燥2h；將上干燥后的氧化石墨烯固體分散在二甲亞砜溶液中，兩者的用量比為1∶1，150rpm攪拌20min均勻后將其轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，并在160-200℃下反應(yīng)10-14h，經(jīng)過(guò)濾后，用去離子水清洗3次，0.085mpa真空干燥2h得到單層石墨烯；稱取2份單層石墨烯，裝在有孔洞的離心管中各1份，離心管外部套上1000da的透析袋，分別作為正負(fù)電極材料，兩個(gè)電極材料之間的距離為2cm；取20份1-丁基-3-甲基四氟硼酸鹽離子液體與20份去離子水混合作為電解液，浸泡電極1h后，開(kāi)始接通直流電源，采用的直流電壓為10v；在通電過(guò)程中每隔2h，交換正負(fù)極，反應(yīng)10h后，停止通電；將電解后的電解液置于離心管中，在8000-10000rpm轉(zhuǎn)速下，離心30min，得到底部沉淀，經(jīng)過(guò)透析，將袋內(nèi)的液體放置于水熱釜中于180℃下保持3h；然后將溶液在8000-10000rpm轉(zhuǎn)速下，離心30min，取固體用去離子水洗滌2次，然后常溫常壓干燥5h制得單層石墨烯量子點(diǎn)；將1份單層石墨烯量子點(diǎn)與100份去離子水混合，然后加入10-20份溴乙酸，以30khz功率超聲10-30min，然后室溫反應(yīng)5h；反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過(guò)8000-10000rpm轉(zhuǎn)速下，離心30min，取固體用去離子水洗滌3次，再經(jīng)-40℃冷凍干燥2h，得到羧基功能化單層石墨烯量子點(diǎn)；

4、（2）先將納米纖維素原料與蒙脫石的質(zhì)量比按0.2-1:1混合，進(jìn)行球磨處理，球磨轉(zhuǎn)速為300-600?rpm，球磨時(shí)間為3-8?h；制備預(yù)處理液，調(diào)節(jié)ph為7，升溫40-50℃，將球磨后的納米纖維素完全浸沒(méi)于預(yù)處理液浸泡12-24h，固液質(zhì)量比為1：10，然后將預(yù)處理液升溫至50-60℃，調(diào)節(jié)ph為到8，再浸泡1-2h，在當(dāng)前溫度下進(jìn)行超聲低頻短時(shí)振蕩，制得預(yù)處理納米纖維素；將預(yù)處理納米纖維素微、側(cè)鏈含羥基基團(tuán)的羥基腰果酚與乙醇按質(zhì)量比2-4:1：10混合，置于反應(yīng)釜中，加熱到100-140℃反應(yīng)2-4h，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水進(jìn)行離心洗滌3次，離心轉(zhuǎn)速為10000rpm，收集上層懸浮液，即得改性納米纖維素；將改性納米纖維素與去離子水按比例混合制備出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的改性納米纖維分散液，150rpm速度攪拌30min均勻；取10份改性納米纖維分散液，加入適量冰醋酸調(diào)節(jié)分散液ph值至4，再150rpm速度攪拌1h，然后將羧基功能化單層石墨烯量子點(diǎn)加入分散液中150rpm混合攪3h后得到均勻溶液；最后將溶液倒入聚四氟乙烯模具在液氮中冷凍3min，冷凍后的固體樣品在-60℃、1pa條件下繼續(xù)真空冷凍干燥48h，獲得0.1-1.5mm復(fù)合氣凝膠母粒；

5、（3）將對(duì)苯二甲酸、乙二醇、復(fù)合氣凝膠母粒按質(zhì)量比1:0.9-1.1:0.1-0.3混合進(jìn)行酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)，酯化反應(yīng)的溫度為180℃，壓力為0.01mpa，時(shí)間為2h；酯化反應(yīng)結(jié)束后，再分段進(jìn)行縮聚反應(yīng)：一段縮聚溫度為220℃，壓力為0.4-0.8kpa，時(shí)間為0.5-1.5h；二段縮聚溫度為240℃，壓力為20-80pa，時(shí)間為1-3h；將縮聚后的聚酯原料通過(guò)螺桿擠壓熔融，噴出后的纖維通過(guò)高速拉伸和環(huán)吹風(fēng)冷降使纖維快速定型，流入到往復(fù)機(jī)進(jìn)行分桶集束，當(dāng)技術(shù)達(dá)到復(fù)合生產(chǎn)的總旦數(shù)600旦時(shí)，通過(guò)油浴槽的快速牽伸，之后進(jìn)入蒸汽箱進(jìn)行微拉伸，蒸汽箱溫度為120℃，微拉伸時(shí)間為2s，在內(nèi)部進(jìn)行立體三維卷曲充分成型，之后進(jìn)入切斷機(jī)進(jìn)行，切斷之后放入三層烘箱進(jìn)行熱定型，制成云絨。

6、進(jìn)一步的，所述步驟（1）中濃硫酸的濃度為92-98%。

7、進(jìn)一步的，所述步驟（1）中過(guò)濾膜為0.2微米孔的醋酸纖維膜。

8、進(jìn)一步的，所述步驟（1）中混合溶液為濃度為95%的濃硫酸和高錳酸鉀按質(zhì)量比8:1組成。

9、進(jìn)一步的，所述步驟（1）中稀鹽酸水溶液濃度為8%。

10、進(jìn)一步的，所述步驟（1）中透析流程為將底部沉淀置于截留分子量為1000da的透析袋中，用水作為透析液，透析3d，每隔8h換水一次。

11、進(jìn)一步的，所述步驟（2）中預(yù)處理液是由質(zhì)量濃度2-10%的氫氧化鈉溶液與質(zhì)量濃度45-75%的正丁醇溶液按照體積比1:1-5混合制成。

12、進(jìn)一步的，所述步驟（2）中采用的超聲波條件為：頻率20-50khz，功率200-600w，超聲時(shí)間10-20min。

13、進(jìn)一步的，所述步驟（2）中羧基功能化單層石墨烯量子點(diǎn)與分散液的質(zhì)量比為0.01-0.05:1。

14、進(jìn)一步的，所述步驟（3）中熱定型溫度為180℃。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：

16、本發(fā)明以單層石墨烯量子點(diǎn)結(jié)合改性腰果酚納米纖維素制備成氣凝膠抗菌母粒，添加進(jìn)聚酯中制成云絨，以實(shí)現(xiàn)抗菌、保暖的效果。

17、首先，本發(fā)明利用化學(xué)法制備具有單層二維結(jié)構(gòu)的石墨烯，即單層石墨烯；以這種單層石墨烯為原料，通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)制備出具有單層結(jié)構(gòu)的石墨烯納米量子點(diǎn)；相較于普通的石墨烯量子點(diǎn)，本發(fā)明制備出的石墨烯量子點(diǎn)不僅在尺寸方面達(dá)到納米級(jí)別，能夠加大量子點(diǎn)與細(xì)菌細(xì)胞的接觸面積，使其與細(xì)菌細(xì)胞膜上的磷脂分子相互作用，從而殺死細(xì)菌；其單層二維結(jié)構(gòu)也使量子點(diǎn)邊緣更加鋒利，能夠提高切割破損細(xì)菌的細(xì)胞壁的效果和成功率；在此基礎(chǔ)上，對(duì)單層石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行功能化改性，使其表面富有羧基基團(tuán)，通過(guò)羧基與納米纖維素聯(lián)結(jié)，附著在纖維素表面，大大地改善了石墨烯量子點(diǎn)的團(tuán)聚問(wèn)題；

18、其次，利用球磨過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械力化學(xué)作用朋破壞納米纖維素的物理結(jié)構(gòu)，再通過(guò)利用富含羥基的極性溶劑的強(qiáng)作用，結(jié)合超聲破壞纖維素大分子的分子間氫鍵，使其發(fā)生解離；然后將其與側(cè)鏈含羥基基團(tuán)的羥基腰果酚結(jié)合，利用其在日光作用下可釋放活性氧的光敏性質(zhì)，與附著在纖維素上的石墨烯量子點(diǎn)協(xié)同高效催化產(chǎn)生活性氧從而達(dá)到滅菌的效果；然后將改性后的納米纖維素制備成氣凝膠，作為抗菌母粒添加進(jìn)聚酯制備成云絨中，解決了纖維素的分散性問(wèn)題，并且有效地提升了云絨的保暖效果。