[发明专利]一种制备石墨烯/玻璃复合纤维的方法

权利要求书

1.一种制备石墨烯/玻璃复合纤维的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）玻璃粉改性：将原料溶于一定量的无水乙醇中，超声分散30~60min，直到得到分散均匀的悬浊液，向悬浊液中加入1~10ml去离子水和0.05~1ml改性剂，继续超声3~10分钟，将配置的溶液置于磁力搅拌器上，转速为200~600r/min，加热温度为45~85°C，加热时间为6~12h，将所得溶液离心洗涤3~6次，60~110°C烘干12~24h，得到改性玻璃粉；

（2）石墨烯/玻璃复合材料的制备：将改性的玻璃粉分散于去离子水中，磁力搅拌30~120min，配制成悬浊液，另配置0.5~1.5mg/ml的氧化石墨烯分散液，将一定量的氧化石墨烯分散液缓慢滴加到玻璃粉悬浊液中，边搅拌边滴加，滴加完毕继续搅拌1~4h，随后静置12~24h，真空抽滤，60~110°C烘干12~24h，得到石墨烯/玻璃复合粉体；

（3）复合纤维的制备：将制备好的石墨烯/玻璃纤维复合粉体过筛，然后将过筛后的原料送入熔窑熔化，整个过程在惰性环境中进行，熔化温度控制在1400~1500°C之间，升温速率为2~10°C/min，转入拉丝工序，拉丝温度控制在1200~1300°C之间，调节液面高度及拉丝机转速，制备石墨烯/玻璃复合纤维。

2.根据权利要求1所述，其特征在于：所述步骤（1）中，本发明原料包括：自制或商用的玻璃粉；海南省丰富的火山岩加工余料；自制SiO₂胶体。

3.根据权利要求2所述，其特征在于：自制SiO₂胶体具体方法为溶胶凝胶法制备SiO₂凝胶。

4.根据权利要求3所述，其特征在于：溶胶凝胶法制备SiO₂凝胶具体步骤为：将正硅酸乙酯（TEOS）与乙醇混合，摩尔比为1:1~3，配成溶液A；再将乙醇与水混合，摩尔比为1:4~3:8：，搅拌状态下加入浓HCl至pH为1~2，配成溶液B；将溶液A缓慢滴加到溶液B中，50~70°C加热4~8小时，随后静置3~14天，得到SiO₂凝胶。

5.根据权利要求1所述，其特征在于：所述步骤（3）中，采用的惰性气氛为N₂或者Ar气氛。

6.根据权利要求1所述，其特征在于：所述步骤（1）中，改性剂为硅烷偶联剂KH550。