[发明专利]一种石墨烯膜及其连续化制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯膜及其连续化制备方法。石墨烯膜按质量份包括：石墨烯60～95份，聚四氟乙烯5～40份。连续化制备方法包括：将聚四氟乙烯浓缩分散液分散到乙醇中，搅拌得到0.2wt％～5.0wt％的聚四氟乙烯分散液；将石墨烯分散在去离子水或者乙醇中，超声分散，得到0.1wt％～3.0wt％的石墨烯分散液；再将聚四氟乙烯分散液与石墨烯分散液混合，加热搅拌，得到半固体状态的浆料置于对辊机上，辊压得到完整膜后，缩小辊间距，辊压，即得。本发明的石墨烯膜具有良好的机械性能和电化学性能，可应用于电容去离子，超级电容器等领域。本发明可实现大面积、连续化制备，利于工业化应用。

技术领域

本发明属于薄膜制备领域，特别涉及一种石墨烯基薄膜材料及其连续化制备方法。本发明可实现大面积、连续化制备，利于工业化应用。本发明的石墨烯膜具有良好的机械性能和电化学性能，在电容去离子，超级电容器等领域具有较大应用潜力。

背景技术

随着淡水资源不断衰竭，为缓解水资源危机，海水淡化技术不断发展，其中节能高效且再生性能好的电容去离子技术成为热门的研究方向。石墨烯材料由于其比表面积高、电容性能好、可设计性强等性能，在电容去离子领域具有较大的应用潜力。石墨烯气凝胶材料由于其比表面积大，电容性能优异的特点已作为电容去离子电极材料得到了应用。但由于其大面积成型困难，成本高，很大程度上限制了其进一步的商业化应用。

将天然石墨经氧化得到氧化石墨，再经超声处理得到氧化石墨烯，还原后可制得还原氧化石墨烯。此种化学法制备的石墨烯制备成本较低，在一定程度上已实现工业化。目前利用低成本石墨烯制备石墨烯基薄膜材料的方法主要有抽滤法、旋涂法、喷涂法等，但由于这几种方法制备周期长、设备依赖性高、难以高效的大面积制备，因而，限制了其工业化应用。申请(专利)号CN201310149062.4利用氧化石墨烯水溶液浸泡纸张，再经过氢碘酸还原得到大面积石墨烯薄膜材料的方法，但仍存在无法连续生产和机械强度较差等问题。所以相关领域迫切需要一种连续化制备机械性能良好的大面积石墨烯薄膜材料的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种石墨烯薄膜材料及其连续化制备方法；该方法克服了石墨烯不易大面积连续化成膜的问题，采用连续化化制备的辊压法制备了大面积的石墨烯薄膜材料。本技术在保留石墨烯优异性能的前提下，具备较大的工业化应用潜力，获得大面积石墨烯膜的方法引起科研及工业界的重视。

本发明的一种石墨烯薄膜材料，按质量份包括：石墨烯60～95份，聚四氟乙烯5～40份。

本发明的一种石墨烯膜的连续化制备方法，包括：

(1)将聚四氟乙烯浓缩分散液分散到乙醇中，搅拌，得到0.2wt％～5.0wt％的聚四氟乙烯分散液；

(2)将石墨烯分散在去离子水或者乙醇中，超声分散，得到0.1wt％～3.0wt％的石墨烯分散液；

(3)将步骤(1)中的聚四氟乙烯分散液与步骤(2)中的石墨烯分散液混合，加热搅拌，得到半固态浆料；

(4)将步骤(3)中的浆料置于对辊机上，辊压得到完整膜后，缩小辊间距，辊压，得到石墨烯膜；其中，石墨烯膜按质量份包括：石墨烯60～95份，聚四氟乙烯5～40份。

所述步骤(1)中聚四氟乙烯浓缩分散液的规格为60wt％。

所述步骤(3)中加热的温度为60～80℃。

所述步骤(3)中浆料的固含量为20wt％～90wt％。

所述步骤(4)中对辊机的转速为10～60r/min。

所述步骤(4)中辊压得到完整膜时的辊间距为60～150mm。

所述步骤(4)中得到石墨烯膜时的辊间距为1～10mm。