[发明专利]一种可呼吸石墨烯膜的功能转换方法

权利要求书

1.一种可呼吸石墨烯膜的功能转换方法,其特征在于,所述功能转换为在导热性能和电磁屏蔽性能之间转换；所述电磁屏蔽性能向导热性能的转换方式为：将具有电磁屏蔽性能的可呼吸石墨烯膜在50-200MPa的高压下压制5min-2 h；所述导热性能向电磁屏蔽性能转换的方式为：将具有导热性能的可呼吸石墨烯膜在沸腾的呼吸剂中浸泡1-1000s；所述呼吸剂为2,3-二甲基-1-丁烯、1,2-二氯乙烯（顺）、1,2-二氯乙烯（反）、1,5-己二烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-2-戊烯（顺）、4-甲基-2-戊烯（反）、2-氯-1,3-丁二烯、碘乙烯、正丙胺、二乙胺、乙醚、丙酮、二氯甲烷、乙醇、乙酸乙酯、液氮、水、石油醚、正己烷；所述可呼吸石墨烯膜由平面取向的平均尺寸大于100 μm的石墨烯片通过ππ共轭作用相互搭接而成；其中包含由1-4层石墨烯片构成的石墨烯结构；且石墨烯片的缺陷极少，其I_D/I_G＜0.01。

2.根据权利要求1所述的可呼吸石墨烯膜的功能转换方法,其特征在于,所述可呼吸石墨烯膜的厚度为1mm，呼吸剂为液氮，浸泡300~400s。

3.根据权利要求1所述的可呼吸石墨烯膜的功能转换方法,其特征在于,所述可呼吸石墨烯膜的厚度为5mm，呼吸剂为水，浸泡800~1000s。

4.根据权利要求1所述的可呼吸石墨烯膜的功能转换方法,其特征在于,所述可呼吸石墨烯膜的厚度为0.1mm，呼吸剂为丙酮，浸泡10~20s。

5.根据权利要求1所述的可呼吸石墨烯膜的功能转换方法,其特征在于,所述可呼吸石墨烯膜的制备方法如下：

（1）将平均尺寸大于100 μm的氧化石墨烯配制成浓度为6~30mg/mL氧化石墨烯水溶液，在溶液中加入质量分数0.1-5%的助剂，所述助剂为无机盐、有机小分子或高分子；超声分散后，倒在模具板上烘干成氧化石墨烯膜，然后用还原剂进行还原；

（2）将还原后的石墨烯薄膜在惰性气体氛围下先以0.1-1^oC/min的速率升温到500-800^{oC，保温0.5-2h；}

（3）在惰性气体氛围下以1-3^oC/min的速率升温到1000-1300^oC，保温0.5-3h；

（4）在惰性气体氛围下以5-8^oC/min的速率升温到2500-3000^oC，保温0.5-4h，自然降温后即可得到多孔的可呼吸石墨烯膜。

6.根据权利要求5所述的可呼吸石墨烯膜的功能转换方法，其特征在于，所述的无机盐选自碳酸氢铵、尿素、硫脲、偶氮二甲酰胺；有机小分子选自甘油、聚乙二醇200、聚乙二醇400；高分子选自纤维素、明胶、壳聚糖、水性聚氨酯、丙烯酸乳液。

7.根据权利要求5所述的可呼吸石墨烯膜的功能转换方法,其特征在于,所述步骤1中平均尺寸大于100 um的氧化石墨烯通过以下方法得到：

（1）将Modified-Hummer法获得的氧化石墨片的反应液稀释后，于140目的网筛进行过滤，得到过滤产物；

（2）将步骤1获得的过滤产物于冰水按照体积比1：10混合均匀后，静置2h，逐滴加入双氧水，直到混合液的颜色不再改变；

（3）向步骤2处理后的混合液中逐滴加入浓盐酸，直到絮状的氧化石墨消失，再用140目的网筛过滤出氧化石墨晶片；

（4）将步骤3获得的氧化石墨晶片置于摇床中，20~80转/min，震荡洗涤，使得氧化石墨晶片剥离，得到无碎片超大片的氧化石墨烯，平均尺寸大于87 um，分布系数在0.2-0.5之间。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤1中的Modified-Hummer法具体为：在-10^oC下，将高锰酸钾充分溶解于质量分数为98%的浓硫酸中，加入石墨，60转/分钟搅拌2h后停止搅拌，在-10-20^oC的低温下反应6-48h，得到宽分布的氧化石墨片反应液；所述的石墨、高锰酸钾与浓硫酸质量体积比为：1 g：2-4g：30-40ml，石墨的粒度大于150μm。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述网筛为耐酸网筛。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，氧化石墨片的反应液通过浓硫酸进行稀释，稀释剂的体积为反应液体积的1-10倍。