[发明专利]一种石墨烯三维结构气凝胶疏水材料

说明书

本发明公开了一种石墨烯三维结构气凝胶疏水材料，石墨烯三维结构气凝胶疏水材料是通过制备分散性良好的石墨烯/氧化石墨烯‑水合肼混合有机溶剂，将三聚氰胺泡沫材料浸渍在石墨烯/氧化石墨烯‑水合肼的有机溶剂中，经过充分浸润，加热还原，析出石墨烯、复合在三聚氰胺泡沫上，蚀去泡沫骨架进而制备具备三维结构的石墨烯气凝胶疏水材料。本发明中能得到超疏水的材料，制备加工过程简单，制备原料易得，制备效率高，且制备出的石墨烯三维结构气凝胶疏水材料的疏水性得到大幅度提高。

技术领域

本发明专利涉及气凝胶领域，具体涉及一种石墨烯三维结构气凝胶疏水材料。

技术背景

石墨烯是一种只有一个原子层厚度的片状二维材料，石墨烯也是目前发现的最薄的二维材料。石墨烯的晶格中包含六个采取sp2杂化的碳原子，晶格结构是与苯环类似的平面正六边形结构。石墨烯的特殊晶格结构赋予了石墨优秀的电学、热学和机械性能。石墨烯的电导率为10⁴S/m，载流子迁移速率高达15000cm²·V·s^-1。石墨烯具备良好的导热性能，其导热速率高达5000W·m^-1·K^-1.石墨烯的具备优秀的机械性能，其强度为130GPa是钢铁的100倍。此外，石墨烯还具有很高的理论比表面积，其理论比表面积高达2630m²·g^-1.石墨烯的这些优异性能使其迅速成为世界范围内的研究热点。

石墨烯材料在电子器件，形状记忆复合材料，电磁吸波材料，污水处理等领域的应用都表现出了很好的性能，制备三维结构的石墨烯气凝胶不但可以大大拓展石墨烯材料的应用范围，将其拓展到宏观领域，而且可以大大提高石墨烯材料在上述领域的使用性能，因此，石墨烯三维结构气凝胶具有广阔的应用前景。因此就如何提高石墨烯气凝胶材料的疏水性也是目前急需解决的一个问题。

专利号为CN106928485A的中国专利申请了一种疏水性魔芋胶气凝胶的制备方法，该发明属于气凝胶制备技术领域，涉及一种超弹性石墨烯气凝胶的制备方法，将适量还原剂加到氧化石墨烯分散液里，用聚合物泡沫块吸附氧化石墨烯分散液，并将泡沫块油浴加热使氧化石墨烯还原，再通过冷冻干燥将样品干燥，然后通过高温热处理将聚合物泡沫除掉得到石墨烯气凝胶，通过设计聚合物泡沫的形状来调控最终石墨烯气凝胶的形状，而不用像其他石墨烯气凝胶的制备过程一样，通过改变容器的形状来调控其形状，因此大大降低了石墨烯气凝胶的制备成本，并且可以制备复杂形状的石墨烯气凝胶。

专利号为CN108250728A的中国专利申请了一种聚合物/石墨烯气凝胶复合泡沫材料及其制备方法，一种聚合物/石墨烯气凝胶复合泡沫材料，由石墨烯气凝胶和热塑性聚合物组成，以石墨烯气凝胶为骨架，热塑性聚合物附着在石墨烯气凝胶的三维网络结构上，热塑性聚合物上具有闭孔结构的泡孔，该复合泡沫材料具有相互连通的三维网络结构，该复合泡沫材料中石墨烯气凝胶的含量为0.5％～10％。该发明还提供了该复合泡沫材料的制备方法。该发明为解决石墨烯在聚合物基体材料中出现团聚问题提供一种新思路。

专利号为CN106809822A的中国专利申请了一种超弹性石墨烯气凝胶的制备方法，该发明属于气凝胶制备技术领域，涉及一种超弹性石墨烯气凝胶的制备方法，将适量还原剂加到氧化石墨烯分散液里，用聚合物泡沫块吸附氧化石墨烯分散液，并将泡沫块油浴加热使氧化石墨烯还原，再通过冷冻干燥将样品干燥，然后通过高温热处理将聚合物泡沫除掉得到石墨烯气凝胶，通过设计聚合物泡沫的形状来调控最终石墨烯气凝胶的形状，而不用像其他石墨烯气凝胶的制备过程一样，通过改变容器的形状来调控其形状，因此大大降低了石墨烯气凝胶的制备成本，并且可以制备复杂形状的石墨烯气凝胶，该方法制备工艺简单，设计构思巧妙，制备原料易得，制备效率高，且制备出的石墨烯气凝胶具有优异的电化学性能，应用环境友好，市场前景广阔。