1.一种疏水性氧化石墨烯/碳纳米管协同强化聚四氟乙烯纤维亲油性能的方法,该方法包括以下步骤:
步骤一、对聚四氟乙烯纤维和氧化石墨烯进行如下的预清洗处理:将经预清洗处理后的聚四氟乙烯纤维置于硫酸溶液中浸泡进行炭化,清洗后干燥,得到微孔聚四氟乙烯纤维;
步骤二、对碳纳米管进行酸化;将碳纳米管加入到由浓硫酸和浓硝酸混合而成的混合酸溶液中酸化,清洗后干燥,得到酸化碳纳米管;
步骤三、疏水性氧化石墨烯/碳纳米管混合溶液配制;将经预清洗处理后的氧化石墨烯加入到由乙醇和浓硫酸混合而成的混合液中,加入硅烷偶联剂进行硅烷化接枝改性,清洗后干燥,得到疏水性氧化石墨烯粉末;将制得的疏水性氧化石墨烯粉末加入到无水乙醇中,待分散后经超声处理、搅拌后得到均匀的疏水性氧化石墨烯乙醇溶液;将步骤二制得的酸化碳纳米管加入到均匀的疏水性氧化石墨烯乙醇溶液中,经超声处理、搅拌后得到均匀的疏水性氧化石墨烯/碳纳米管混合溶液;
步骤四、聚四氟乙烯纤维的改性;将经步骤一得到的微孔聚四氟乙烯纤维置于步骤三得到的均匀的疏水性氧化石墨烯/碳纳米管混合溶液中,经浸泡后清洗、烘干干燥,得到疏水性氧化石墨烯/碳纳米管改性的聚四氟乙烯纤维。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤一是将经预清洗处理后的聚四氟乙烯纤维置于50~90wt%的硫酸溶液中在40~60℃下恒温浸泡2~3h,进行炭化,随后用过量去离子水清洗2~3次,并在30~40℃真空恒温干燥箱中烘干12~24h,得到微孔聚四氟乙烯纤维。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述步骤一中所述聚四氟乙烯纤维的预清洗处理过程为:将聚四氟乙烯纤维依次采用50~90vol.%的乙醇溶液和30~50vol.%的丙酮溶液分别浸泡3~5h,然后超声清洗20~30min后沥干备用。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤二中所述混合酸溶液为98wt%浓硫酸和65wt%的浓硝酸按体积比为3:1混合而成;所述经去离子水反复抽滤清洗过后滤体的ph为6.5~7.5。
5.如权利要求1或4所述的方法,其特征在于,所述步骤二中将碳纳米管加入到混合酸溶液中超声处理20~30min,随后在50℃条件下磁力搅拌24h,再用过量去离子水稀释,并反复抽滤清洗3~5次后在50~80℃下真空干燥12~24h,得到酸化碳纳米管。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤三中所述氧化石墨烯的预清洗处理过程为:将氧化石墨烯加入到50~90wt%的硫酸溶液中超声处理20~30min,再在室温下磁力搅拌30min后加入到水中进行稀释并过滤,随后在50~80℃在真空恒温干燥箱中烘干12~24h;
所述乙醇和稀硫酸的混合液是由99.5vol.%的乙醇和98.3wt%的硫酸混合而成,ph为4~6;
所述硅烷化接枝改性过程中硅烷偶联剂和氧化石墨烯的用量比控制为1/0.8~1/1.2;其中,所述硅烷偶联剂为kh-550、kh-570和kh-792中的一种或几种的混合。
7.如权利要求1或6所述的方法,其特征在于,所述步骤三将经预清洗处理后的氧化石墨烯加入到乙醇和稀硫酸的混合液中,然后加入硅烷偶联剂进行硅烷化接枝改性,在室温下磁力搅拌2~4h后加水稀释并进行反复抽滤清洗,在50~80℃在真空恒温干燥箱中烘干12~24h,得到疏水性氧化石墨烯粉末;
将得到的疏水性氧化石墨烯粉末加入到一定量无水乙醇中,待分散后超声处理10~20min,再在室温下磁力搅拌2~4h,得到均匀的疏水性氧化石墨烯乙醇溶液;
将得到的酸化碳纳米管加入到均匀的疏水性氧化石墨烯乙醇溶液中使其浓度为10~20g/l,超声处理20~30min,再在室温下磁力搅拌3~5h,得到均匀的疏水性氧化石墨烯/碳纳米管混合溶液。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤四中所述疏水性氧化石墨烯粉末溶入到无水乙醇之后疏水性氧化石墨烯的浓度为8~15g/l。
9.如权利要求1或8所述的方法,其特征在于,将步骤一得到的微孔聚四氟乙烯纤维置于步骤三得到的疏水性氧化石墨烯/碳纳米管混合溶液中,在50~80℃条件下浸泡2~3h,随后用过量去离子水抽滤清洗2~3次,并于50~80℃在真空恒温干燥箱中烘干12~24h,得到疏水性氧化石墨烯/碳纳米管改性的聚四氟乙烯纤维。