本發(fā)明涉及復(fù)合材料的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

納米纖維素(ncc)是自然界中最豐富的具有生物降解性的高分子材料，制造成本低廉，無(wú)毒無(wú)害，力學(xué)性能優(yōu)異，具有巨大的比表面積、較好的熱穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，特別是ncc具有很高的楊氏模量和生物相容性，通過(guò)自身的蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝形成手性向列型液晶相結(jié)構(gòu)，可作為基體材料賦予了導(dǎo)電復(fù)合薄膜更多的形態(tài)特征。納米纖維素和石墨烯組成的復(fù)合材料可以表現(xiàn)出獨(dú)特的性能，近年來(lái)受到人們的廣泛關(guān)注。

目前制備納米纖維素-石墨烯復(fù)合薄膜的方法很多，公開(kāi)號(hào)為cn103937032a的中國(guó)專利中采用真空抽濾的方法，在流動(dòng)場(chǎng)的存在下制備出了纖維素納米晶石墨烯的彩色復(fù)合膜。公開(kāi)號(hào)為cn105860143a的中國(guó)專利公開(kāi)了一種柔性納米纖維素-石墨烯復(fù)合膜及其制備方法，其中將氧化石墨烯分散液和納米纖維素分散液超聲后還原，得到納米纖維素石墨烯的分散液，再通過(guò)離心脫氣和真空抽濾得到復(fù)合膜。

但是，目前制備納米纖維素-石墨烯復(fù)合薄膜的方法操作較為復(fù)雜，且均會(huì)對(duì)納米纖維素的手性向列結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的破壞，復(fù)合薄膜不能保留手性向列納米纖維素的特殊性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的制備方法不會(huì)對(duì)納米纖維素的手性向列結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，步驟簡(jiǎn)單，所得復(fù)合薄膜不僅具有納米纖維素的優(yōu)良特性，還具有手性向列結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性和石墨烯的導(dǎo)電性。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜的制備方法，包括以下步驟：

將纖維和硫酸混合進(jìn)行水解反應(yīng)，得到納米纖維素懸浮液；

將所述納米纖維素懸浮液依次進(jìn)行離心、透析和濃縮，得到手性向列納米纖維素液晶相材料；

將所述手性向列納米纖維素液晶相材料和還原氧化石墨烯水懸浮液混合后干燥成膜，得到手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜。

優(yōu)選的，所述硫酸的質(zhì)量濃度為90～98％；

所述纖維的質(zhì)量和硫酸的體積比為10～30g：100～200ml。

優(yōu)選的，所述水解反應(yīng)的溫度為30～70℃；水解反應(yīng)的時(shí)間為1～3h。

優(yōu)選的，所述透析具體為將納米纖維素懸浮液透析至ph值為6.5～7.5；

所述濃縮具體為將納米纖維素懸浮液的質(zhì)量濃度濃縮至2～5％。

優(yōu)選的，所述還原氧化石墨烯水懸浮液的質(zhì)量濃度為10～20％；

所述手性向列納米纖維素液晶相材料和還原氧化石墨烯水懸浮液的質(zhì)量比為1～5：1～5。

優(yōu)選的，所述還原氧化石墨烯水懸浮液的制備方法包括以下步驟：

將氧化石墨烯和還原劑在水中進(jìn)行還原反應(yīng)，得到含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液；

將所述含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液離心至ph值為6.5～7.5，得到還原氧化石墨烯水懸浮液。

優(yōu)選的，所述還原劑為維生素c和/或茶多酚；

所述氧化石墨烯和還原劑的質(zhì)量比為0.1～0.5：0.3～1。

本發(fā)明提供了上述方案任意一項(xiàng)所述制備方法制備的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜。

本發(fā)明提供了上述方案所述的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜在導(dǎo)電材料中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供了上述方案所述的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜在濕敏指示材料中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供了一種手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜的制備方法，包括以下步驟：將纖維和硫酸混合進(jìn)行水解反應(yīng)，得到含有納米纖維素的反應(yīng)液；將所述含有納米纖維素的反應(yīng)液依次進(jìn)行離心、透析和濃縮，得到手性向列納米纖維素液晶相材料；將所述手性向列納米纖維素液晶相材料和還原氧化石墨烯水懸浮液混合后干燥成膜，得到手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜。本發(fā)明提供的制備方法將手性向列納米纖維素液晶相材料和還原氧化石墨烯水懸浮液混合后直接干燥成膜，不會(huì)對(duì)納米纖維素的手性向列結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，且步驟簡(jiǎn)單，原料豐富易得，成本低。

本發(fā)明還提供了上述方案任意一項(xiàng)所述制備方法制備的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜。本發(fā)明提供的復(fù)合薄膜不僅具有納米纖維素的優(yōu)良特性，還具有手性向列結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性和石墨烯的導(dǎo)電性。實(shí)施例結(jié)果表明，本發(fā)明提供的復(fù)合薄膜中石墨烯含量為10wt％時(shí)，薄膜的電導(dǎo)率能夠達(dá)到0.8s·m以上，導(dǎo)電性能優(yōu)良；且本發(fā)明的復(fù)合薄膜具有納米纖維素液晶相的虹彩特征，在不同的濕度條件下對(duì)光的響應(yīng)不同，能夠應(yīng)用于濕敏指示材料中。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜的sem圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例3不同還原氧化石墨烯含量的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜的光學(xué)照片；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3不同還原氧化石墨烯含量的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜的導(dǎo)電性；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例3不同還原氧化石墨烯含量的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜在不同相對(duì)濕度下的光譜變化圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜的制備方法，包括以下步驟：

將纖維和硫酸混合進(jìn)行水解反應(yīng)，得到納米纖維素懸浮液；

將所述納米纖維素懸浮液依次進(jìn)行離心、透析和濃縮，得到手性向列納米纖維素液晶相材料；

將所述手性向列納米纖維素液晶相材料和還原氧化石墨烯水懸浮液混合后干燥成膜，得到手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜。

本發(fā)明將纖維和硫酸混合進(jìn)行水解反應(yīng)，得到納米纖維素懸浮液。在本發(fā)明中，所述纖維優(yōu)選為棉纖維、麻纖維或蠶絲纖維，更優(yōu)選為棉纖維；所述硫酸的質(zhì)量濃度優(yōu)選為90～98％，更優(yōu)選為93～95％；所述纖維的質(zhì)量和硫酸的體積比優(yōu)選為10～30g：100～200ml，更優(yōu)選為20g：120～180ml。

在本發(fā)明中，所述水解反應(yīng)的溫度優(yōu)選為30～70℃，更優(yōu)選為40～60℃；所述水解反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為1～3h，更優(yōu)選為1.5～2.5h；本發(fā)明優(yōu)選在攪拌條件下進(jìn)行水解反應(yīng)，所述攪拌的速率優(yōu)選為800～1000rpm，更優(yōu)選為850～950rpm。

達(dá)到反應(yīng)時(shí)間后，本發(fā)明優(yōu)選向水解反應(yīng)液中加入水，使水解反應(yīng)停止，得到納米纖維素懸浮液。在本發(fā)明中，所述水的加入體積優(yōu)選為硫酸體積的8～10倍，更優(yōu)選為10倍。

得到納米纖維素懸浮液后，本發(fā)明將所述納米纖維素懸浮液依次進(jìn)行離心、透析和濃縮，得到手性向列納米纖維素液晶相材料。在本發(fā)明中，所述離心前優(yōu)選將納米纖維素懸浮液靜置后去除上層清液，然后將剩余渾濁層進(jìn)行離心；所述靜置的時(shí)間優(yōu)選為10～24h，更優(yōu)選為12～20h。在本發(fā)明中，所述離心的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為4000～6000rpm，更優(yōu)選為4500～5500rpm，最優(yōu)選為5000rpm；所述離心的次數(shù)優(yōu)選為3～4次；所述單次離心的時(shí)間優(yōu)選為8～12min，更優(yōu)選為9～11min，最優(yōu)選為10min。本發(fā)明通過(guò)離心對(duì)納米纖維素懸浮液中殘留的硫酸進(jìn)行初步洗滌，離心后所得懸浮液的ph值優(yōu)選為2～3。

離心后，本發(fā)明將離心所得懸浮液進(jìn)行透析。在本發(fā)明中，所述透析的終點(diǎn)ph值優(yōu)選為6.5～7.5，更優(yōu)選為6.8～7.2，最優(yōu)選為7.0；所述透析用透析膜的截留分子量?jī)?yōu)選為8000～12000，更優(yōu)選為9000～11000；所述透析的時(shí)間優(yōu)選為7～10天，更優(yōu)選為8～9天。本發(fā)明通過(guò)離心和透析對(duì)含有納米纖維素的反應(yīng)液進(jìn)一步純化，除去其中殘留的硫酸。

透析后，本發(fā)明將透析所得懸浮液濃縮，得到手性向列納米纖維素液晶相材料。在本發(fā)明中，所述濃縮優(yōu)選為將懸浮液中納米纖維素的質(zhì)量濃度濃縮至2～5％，更優(yōu)選為3％；本發(fā)明優(yōu)選通過(guò)干燥使懸浮液濃縮，所述干燥的溫度優(yōu)選為60～105℃，更優(yōu)選為70～90℃；本發(fā)明對(duì)所述干燥的時(shí)間沒(méi)有特殊要求，能夠?qū)腋∫簼饪s至要求濃度即可。在本發(fā)明中，所述透析所得懸浮液的質(zhì)量濃度為1％左右，本發(fā)明通過(guò)濃縮使懸浮液中的納米纖維素質(zhì)量濃度達(dá)到2～5％，從而得到手性向列納米纖維素液晶相材料。本發(fā)明使用硫酸對(duì)纖維進(jìn)行水解，水解后得到的納米纖維素表面含有一定量的負(fù)電荷，在質(zhì)量濃度為2～5％的條件下，納米纖維素受到靜電斥力等作用力進(jìn)行自組裝排列，得到手性向列納米纖維素液晶相材料。

得到手性向列納米纖維素液晶相材料后，本發(fā)明將所述手性向列納米纖維素液晶相材料和還原氧化石墨烯水懸浮液混合，干燥成膜后得到手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜。在本發(fā)明中，所述還原氧化石墨烯水懸浮液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為10～20％，更優(yōu)選為12～18％，最優(yōu)選為15％；所述手性向列納米纖維素液晶相材料和還原氧化石墨烯水懸浮液的質(zhì)量比優(yōu)選為1～5：1～5，更優(yōu)選為1：2～4；本發(fā)明所述混合優(yōu)選為攪拌混合，所述攪拌混合的時(shí)間優(yōu)選為2～4h；所述攪拌混合優(yōu)選為磁力攪拌混合；所述磁力攪拌的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為800～1000rpm，更優(yōu)選為850～950rpm。

本發(fā)明優(yōu)選將手性向列納米纖維素液晶相材料超聲后再和還原氧化石墨烯水懸浮液混合，所述超聲的時(shí)間優(yōu)選為10～30min，更優(yōu)選為15～25min；所述超聲的功率優(yōu)選為300～500w，更優(yōu)選為350～450w；本發(fā)明通過(guò)超聲使納米纖維素懸浮液的顆粒更加分散。

在本發(fā)明中，所述還原氧化石墨烯水懸浮液的制備方法優(yōu)選包括以下步驟：

將氧化石墨烯和還原劑在水中進(jìn)行還原反應(yīng)，得到含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液；

將所述含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液離心至ph值為6.5～7.5，得到還原氧化石墨烯水懸浮液。

本發(fā)明將氧化石墨烯和還原劑在水中進(jìn)行還原反應(yīng)，得到含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液。在本發(fā)明中，所述還原劑優(yōu)選為維生素c和/或茶多酚；所述氧化石墨烯和還原劑的質(zhì)量比優(yōu)選為0.1～0.5：0.3～1，更優(yōu)選為0.2～0.4：0.5～0.8；所述還原反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為1～3h，更優(yōu)選為1.5～2.5h；所述還原反應(yīng)的溫度優(yōu)選為80～100℃，更優(yōu)選為85～95℃；本發(fā)明優(yōu)選在攪拌條件下進(jìn)行還原反應(yīng)，所述攪拌的速率優(yōu)選為800～1000rpm，更優(yōu)選為850～950rpm。

本發(fā)明優(yōu)選將氧化石墨烯和水混合進(jìn)行超聲，得到氧化石墨烯水懸液，然后再和還原劑混合進(jìn)行還原反應(yīng)。在本發(fā)明中，所述超聲的時(shí)間優(yōu)選為10～30min，更優(yōu)選為15～25min；所述超聲的功率優(yōu)選為300～500w，更優(yōu)選為350～450w；所述氧化石墨烯水懸液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為5～10％，更優(yōu)選為6～8％。

還原反應(yīng)后，本發(fā)明將所述含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液離心至ph值為6.5～7.5，得到還原氧化石墨烯水懸浮液。本發(fā)明優(yōu)選先將含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液和水混合后靜置，去除上層清液后再進(jìn)行離心；所述靜置的時(shí)間優(yōu)選為1～10h，更優(yōu)選為3～5h；本發(fā)明通過(guò)向含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液中加水稀釋含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液，使后續(xù)的離心更加容易進(jìn)行，便于通過(guò)離心去除還原劑。

本發(fā)明將所述含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液離心至ph值為6.5～7.5，優(yōu)選為7.0；所述離心的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為4000～6000rpm，更優(yōu)選為4500～5500rpm，最優(yōu)選為5000rpm；本發(fā)明對(duì)所述離心的次數(shù)優(yōu)選為3～4次；所述單次離心的時(shí)間優(yōu)選為8～12min，更優(yōu)選為9～11min，最優(yōu)選為10min。本發(fā)明通過(guò)離心含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液中殘留的還原劑去除。

在本發(fā)明中，所述離心后所得還原氧化石墨烯水懸浮液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為5～10％，本發(fā)明優(yōu)選通過(guò)濃縮使還原氧化石墨烯水懸浮液的質(zhì)量濃度達(dá)到10～20％。本發(fā)明優(yōu)選通過(guò)干燥使水蒸發(fā)進(jìn)行濃縮，所述干燥的溫度優(yōu)選為60～105℃，更優(yōu)選為70～90℃；本發(fā)明對(duì)所述干燥的時(shí)間沒(méi)有特殊要求，能夠濃縮至要求濃度即可。

混合完成后，本發(fā)明將所述混合物干燥成膜，得到手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜。在本發(fā)明中，所述干燥的溫度優(yōu)選為室溫，無(wú)需進(jìn)行額外的加熱和降溫；本發(fā)明對(duì)干燥的環(huán)境沒(méi)有特殊要求，在空氣狀態(tài)下進(jìn)行干燥即可；本發(fā)明對(duì)干燥的時(shí)間沒(méi)有具體要求，能夠?qū)⑷軇┩耆コ纯?；本發(fā)明優(yōu)選將混合物倒入聚苯乙烯盒中進(jìn)行干燥，本發(fā)明對(duì)所述聚苯乙烯盒的尺寸及面積沒(méi)有特殊要求，具體的根據(jù)所要求的薄膜面積和厚度來(lái)確定。本發(fā)明通過(guò)空氣室溫狀態(tài)下干燥，使混合物中的溶劑自然揮干，從而最大程度保留納米纖維素的手性向列結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明提供了上述方案任意一項(xiàng)所述制備方法制備的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜。本發(fā)明提供的復(fù)合薄膜包括手性向列納米纖維素基材和還原氧化石墨烯增強(qiáng)相。在本發(fā)明中，所述復(fù)合薄膜中還原氧化石墨烯的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為1～20％，更優(yōu)選為5～15％；所述復(fù)合薄膜的厚度優(yōu)選為15～25μm，更優(yōu)選為18～22μm。

本發(fā)明提供了上述方案所述的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜在導(dǎo)電材料中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的復(fù)合薄膜具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，能夠應(yīng)用于導(dǎo)電材料中。

本發(fā)明提供了上述方案所述的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜在濕敏指示材料中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的復(fù)合薄膜具有納米纖維素液晶相的虹彩特征，在不同的濕度條件下對(duì)光的響應(yīng)不同，具有優(yōu)良的濕敏光學(xué)性能，能夠應(yīng)用于濕敏指示材料中。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜及其制備方法和應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，但是不能把它們理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。

實(shí)施例1

稱取10g棉纖維加入100ml圓底燒瓶中，加入100ml的濃硫酸(h2so4)，控制攪拌轉(zhuǎn)速為800rpm，在30℃水浴中攪拌3小時(shí)，得到納米纖維素懸浮液；將所得納米纖維素懸浮液用蒸餾水水稀釋(蒸餾水體積為所用濃硫酸的體積的10倍)，停止水解，并靜置沉降12h，將澄清的頂層液體倒出，將剩余的渾濁層離心3～5次(離心轉(zhuǎn)速為4000rpm，單次離心時(shí)間為8min)，直到懸浮液ph值2.5，將最后一次離心獲得的納米纖維素懸浮液置于透析膜(截留分子量8000)內(nèi)，用蒸餾水透析7天，直至達(dá)到懸浮液ph值為7.0，然后將透析所得懸浮液在60℃烘箱中濃縮至質(zhì)量濃度為3％，得到手性向列納米纖維素液晶相材料。

稱取0.5g氧化石墨烯，加入去離子水10ml，超聲震蕩10min(超聲功率為300w)，得到氧化石墨烯懸浮液(質(zhì)量濃度為5％)，將氧化石墨烯懸浮液放入三口燒瓶中，加入0.3gvc，在80℃水浴條件下攪拌3h(攪拌轉(zhuǎn)速為800rpm)，得到含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液；向含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液加入蒸餾水10ml，靜置5h后倒掉上層清液，將剩余的渾濁層離心3次(離心轉(zhuǎn)速為4000rpm，單次離心時(shí)間為8min)，直到離心至ph值7.0，得到還原氧化石墨烯懸浮液；將還原氧化石墨烯懸浮液在60℃下濃縮至質(zhì)量濃度為10％。

稱取手性向列結(jié)構(gòu)納米纖維素液晶相材料6g，超聲震蕩10min(超聲功率為300w)，稱取還原氧化石墨烯懸浮液0.2g加入超聲后的手性向列結(jié)構(gòu)納米纖維素溶液中，在800rpm的磁力攪拌條件下攪拌2h，得到混合物，將混合物倒入聚苯乙烯方盒中，在室溫條件下使溶劑揮干，得到厚度為15μm的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜。

計(jì)算可得，復(fù)合薄膜中還原氧化石墨烯的質(zhì)量含量為10％(還原氧化石墨烯的質(zhì)量含量＝還原氧化石墨烯的質(zhì)量/復(fù)合薄膜質(zhì)量)。

使用掃描電子顯微鏡對(duì)所得復(fù)合薄膜進(jìn)行觀察，所得sem圖譜如圖1所示；根據(jù)圖1可以看出，所得復(fù)合薄膜具有明顯的手性向列結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例2

稱取30g棉纖維加入100ml圓底燒瓶中，加入150ml的濃硫酸(h2so4)，控制攪拌轉(zhuǎn)速為1000rpm，在70℃水浴中攪拌3小時(shí)，得到納米纖維素懸浮液；將所得納米纖維素懸浮液用蒸餾水水稀釋(蒸餾水體積為所用濃硫酸的體積的10倍)，停止水解，并靜置沉降15h，將澄清的頂層液體倒出，將剩余的渾濁層離心3～5次(離心轉(zhuǎn)速為5000rpm，單次離心時(shí)間為9min)，直到懸浮液ph值3，將最后一次離心獲得的納米纖維素懸浮液置于透析膜(截留分子量12000)內(nèi)，用蒸餾水透析8天，直至達(dá)到懸浮液ph值為7.0，然后將透析所得懸浮液在100℃烘箱中濃縮至質(zhì)量濃度為3％，得到手性向列納米纖維素液晶相材料。

稱取0.5g氧化石墨烯，加入去離子水10ml，超聲震蕩30min(超聲功率為500w)，得到氧化石墨烯懸浮液(質(zhì)量濃度為5％)，將氧化石墨烯懸浮液放入三口燒瓶中，加入1.0g茶多酚，在100℃水浴條件下攪拌1.5h(攪拌轉(zhuǎn)速為800rpm)，得到含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液；向含有還原氧化石墨烯的反應(yīng)液加入蒸餾水10ml，靜置5h后倒掉上層清液，將剩余的渾濁層離心3次(離心轉(zhuǎn)速為4000rpm，單次離心時(shí)間為8min)，直到離心至ph值7.0，得到還原氧化石墨烯懸浮液；將還原氧化石墨烯懸浮液在105℃下濃縮至質(zhì)量濃度為20％。

稱取手性向列結(jié)構(gòu)納米纖維素液晶相材料6g，超聲震蕩10min(超聲功率為300w)，稱取還原氧化石墨烯懸浮液0.1g加入超聲后的手性向列結(jié)構(gòu)納米纖維素溶液中，在800rpm的磁力攪拌條件下攪拌2h，得到混合物，將混合物倒入聚苯乙烯方盒中，在室溫條件下使溶劑揮干，得到厚度為20μm的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜。

計(jì)算可得，復(fù)合薄膜中還原氧化石墨烯的質(zhì)量含量為10％(還原氧化石墨烯的質(zhì)量含量＝還原氧化石墨烯的質(zhì)量/復(fù)合薄膜質(zhì)量)。

實(shí)施例3

改變還原氧化石墨烯懸浮液的用量，其他制備步驟同實(shí)施例1，分別制備還原氧化石墨烯質(zhì)量含量為0、1％、2％、2.5％、4％、6％、8％、10％的手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜。

對(duì)所得復(fù)合薄膜在空氣、室溫條件下的透光性進(jìn)行觀察，所得結(jié)果如圖2所示；根據(jù)圖2可以看出，石墨烯加入量不同時(shí)，復(fù)合薄膜體現(xiàn)出不同的透光性。

對(duì)所得復(fù)合薄膜的導(dǎo)電性能進(jìn)行檢測(cè)，所得結(jié)果如圖3所示；根據(jù)圖3可以看出，隨著還原氧化石墨烯含量的增加，所得復(fù)合薄膜的導(dǎo)電性逐漸增加，且復(fù)合薄膜中還原氧化石墨烯的含量為10％時(shí)，薄膜的電導(dǎo)率可以達(dá)到0.8s·m以上，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，能夠廣泛應(yīng)用于導(dǎo)電材料中。

對(duì)所得還原氧化石墨烯含量為4％的復(fù)合薄膜在不同相對(duì)濕度下的光譜變化進(jìn)行檢測(cè)，所得結(jié)果如圖4所示；根據(jù)圖4可以看出，隨著相對(duì)濕度的增加，復(fù)合薄膜的反射波長(zhǎng)逐漸紅移，相對(duì)濕度為11％時(shí)，復(fù)合薄膜的反射波長(zhǎng)為412nm，相對(duì)濕度為85％，薄膜的反射波長(zhǎng)紅移至565nm，說(shuō)明本發(fā)明的復(fù)合薄膜具有濕敏特性，可以應(yīng)用于濕敏指示材料中。

本發(fā)明提供了一種手性向列納米纖維素-還原氧化石墨烯復(fù)合薄膜的制備方法原料環(huán)保易得，方法簡(jiǎn)單，且將手性向列納米纖維素液晶相材料和還原氧化石墨烯水懸浮液混合后直接干燥成膜，不會(huì)對(duì)納米纖維素的手性向列結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。本發(fā)明提供的復(fù)合薄膜保留了納米纖維素的手性向列結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的光學(xué)性能和導(dǎo)電性能。

由以上實(shí)施例可知，本發(fā)明以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。