[发明专利]碳纤维复合石墨烯气凝胶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳纤维复合石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将碳纤维、表面活性剂、氧化石墨烯、还原剂与水混合形成混合分散液；氧化石墨烯与还原剂的质量比为1:1～5，氧化石墨烯与碳纤维的质量比为2～20:1；表面活性剂为C12～C14烷基苯磺酸盐；碳纤维的长度为2～15mm，直径为2～30μm；还原剂为抗坏血酸；

(2)将混合分散液搅拌发泡，得到混合泡沫；

(3)将混合泡沫在70～85℃下进行反应2～12h，冷却至15～35℃，得到碳纤维复合石墨烯水凝胶；

(4)将碳纤维复合石墨烯水凝胶在浓度为0.1～20vol％的乙醇水溶液中进行浸泡洗涤，浸泡时间为20～36h；将碳纤维复合石墨烯水凝胶在-10～-60℃下冷冻处理，然后进行常压干燥处理，再退火处理，得到碳纤维复合石墨烯气凝胶；所述退火处理包括：以12～18℃/min的加热速率加热至500～800℃，保持1～3h，再以12～18℃/min的降温速率降温。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，采用超声波处理所述混合分散液，超声波处理时间为0.5～5h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，碳纤维的长度为3～8mm，直径为5～15μm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氧化石墨烯片径为5～40μm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合分散液中，氧化石墨烯的浓度为2～10mg/ml，氧化石墨烯与还原剂的质量比为1:1～3，氧化石墨烯与碳纤维的质量比为2～15:1。

7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，在冷冻处理前，将碳纤维复合石墨烯水凝胶在浓度为0.5～10vol％的乙醇水溶液中进行浸泡洗涤，浸泡时间为24～36h。