標準解讀||究竟如何鑒別纖維中的石墨烯材料?

石墨烯改性纖維是一種通過將石墨烯材料與各種化纖復合,以提升纖維性能的新型功能性纖維。石墨烯因其獨特的物理和化學性質(zhì),如高導電性、高強度 、良好的熱穩(wěn)定性等,被廣泛應用于紡織領域,用于提高纖維的機械性能、電學性能、熱學性能等。

SN/T 1690.3-2019
新型紡織纖維成分分析方法 第3部分:石墨烯改性纖維的定性鑒別

標準解讀||究竟如何鑒別纖維中的石墨烯材料?

范圍:石墨烯改性錦綸纖維、石墨烯改性粘膠纖維和石墨烯改性聚酯纖維的定性鑒別。

鑒別方法:

  • 顯微鏡法:生物顯微鏡觀察纖維的縱面與橫截面。
  • 溶解法:通過將纖維溶解,觀察溶解情況進行鑒別。
  • 拉曼光譜法:不同物質(zhì)有不同的拉曼光譜圖。利用這種原理,將未知纖維與已知纖維的拉曼光譜進行比較來區(qū)別纖維的類別。

特點:為石墨烯改性纖維提供了明確的鑒別方法,有助于確保產(chǎn)品質(zhì)量和一致性,但可能存在精確度不足等問題。

標準解讀||究竟如何鑒別纖維中的石墨烯材料?

石墨烯改性纖維橫截面和縱面形態(tài)特征表

T/CCFA 00012-2022
纖維中石墨烯材料定性鑒別方法

標準解讀||究竟如何鑒別纖維中的石墨烯材料?

范圍:適用于聚酰胺6纖維或聚酯纖維中石墨烯材料的定性鑒別方法。

鑒別方法:

  1. 先通過拉曼光譜判斷纖維中是否存在碳材料,即當G峰存在時,基本可認為是含有sp2共軛結(jié)構的碳材料,呈現(xiàn)明顯G峰則證明為主體為碳材料。
  2. 其次利用原子力顯微鏡,通過定量測定樣品的厚度和高度信息,從而可以判斷是否為二維材料:當材料的橫向尺寸為縱向尺寸的10倍及以上為二維材料
  3. 最后由X射線在晶體物質(zhì)中的衍射效應進行物質(zhì)結(jié)構分析的技術,特別適合于表征石墨烯材料的層間距、還原程度和堆疊狀態(tài)。

X 射線衍射曲線滿足“在26°~27°無明顯峰或衍射峰半峰寬大于 2.3°,判定為“推測該纖維含石墨烯材料”。

標準解讀||究竟如何鑒別纖維中的石墨烯材料?

特點:該標準采用了多種技術手段進行綜合鑒別,提高了鑒別的準確性和可靠性。與此同時,這種綜合方法可能會面臨增加測試的成本和復雜度等問題。

T/CNTAC 21-2018?
纖維中石墨烯材料的鑒別方法 透射電鏡法

標準解讀||究竟如何鑒別纖維中的石墨烯材料?

范圍:

規(guī)定了透射電鏡法鑒別纖維中石墨烯材料的試驗方法,包括溶解提取超薄切片兩種制作試樣的方法。

其中,溶解提取法適用于主體材料能夠被溶解的纖維,超薄切片法適用于易制成超薄切片的纖維。

鑒別方法:

通過溶解提取和超薄切片制作試樣,利用透射電鏡測試聚集體 C 原子含量,從邊緣觀察其層數(shù),對聚集體進行定性分析。

含有石墨烯材料聚集體數(shù)量占選取聚集體數(shù)量的百分含量≥60%時,可判斷該纖維含石墨烯材料。

特點:能夠直觀地觀察到石墨烯材料的存在,對于易制成超薄切片的纖維尤其適用。但透射電鏡法可能需要專業(yè)的設備和技術知識,且對樣品的處理過程較為繁瑣。

T/CNTAC 70-2020
纖維中石墨烯材料的定量分析 元素分析法

標準解讀||究竟如何鑒別纖維中的石墨烯材料?

范圍:適用于含石墨烯材料的聚酯纖維、聚酰胺纖維和粘膠纖維及由其構成的面料,含石墨烯材料的其它纖維及其構成的面料可參照執(zhí)行。

鑒別方法:

首先需按T/CNTAC 21對樣品進行定性測試,確定樣品含石墨烯材料。

將含石墨烯材料的纖維樣品溶解,通過高速離心分離后提取離心管中的殘留物質(zhì),再利用元素分析儀對殘留物質(zhì)中碳元素定量分析,最終確定纖維中石墨烯材料的含量。

特點:可檢測出纖維中石墨烯材料的含量,且具有一定的準確性和可靠性,但測試方法較復雜、測試成本增加。

 

來源:石墨烯材料標準化與檢測評價