[发明专利]一种石墨烯纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯纤维，其特征在于：以静电纺丝技术为前提，通过CVD法进行制备，获得的石墨烯纤维具有优异的纯度，较好的机械性能和较高的柔性及导电性，制备过程简单。

2.根据权利要求1所述的石墨烯纤维的制备，包括以下步骤：步骤S1：通过静电纺丝使得前驱体PAN（聚丙烯腈）在铜箔上收集；步骤S2：再通过CVD的方法制备石墨烯纳米纤维，调整温度和时间的变化规律，通过CVD法制备石墨烯；步骤S3：将沾有乙醇的石墨烯纳米纤维在去离子水中卷成宏观石墨烯纤维。

3.根据权利要求1所述的石墨烯纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，取2.1 g聚丙烯腈PAN加入15 ml N,N-二甲基甲酰胺，并将该混合液95 ℃下，水浴搅拌3小时，之后将该混合液在室温下搅拌12小时得到PAN/DMF静电纺丝液，洗好的铜箔固定在静电纺丝机的滚轮上，调节滚轮转速到1000转/分，推液速度为40微升/分，正高压为20KV在铜箔上得到PAN纳米纤维前驱体，之后放入真空干燥箱保持温度50℃时间12小时使PAN纳米纤维充分固化。

4.根据权利要求1所述的石墨烯纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，固化好的PAN纳米纤维（铜箔为衬底）作为碳前驱体，放入石英舟中，置入CVD管式炉的恒温区域，通入2%的氢气和氩气的混合气，气流量控制在400 sccm，在常压CVD下，生长温度控制在1000℃，生长时间3-5分钟，在铜箔上得到石墨烯纳米纤维。

5.根据权利要求1所述的石墨烯纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，用1M的过硫酸钠作为铜的腐蚀液，将样品放入铜的刻蚀液中刻蚀12小时，铜完全刻蚀掉，用去离子水洗涤悬浮在去离子表面的石墨烯纳米纤维，再将石墨烯纳米纤维转移到乙醇溶液中浸泡2分钟，再将石墨烯纤维放入去离子水中，石墨烯纳米纤维薄膜会在水中旋转成线，在空气中晾干后形成了宏观的石墨烯纤维。