[发明专利]一种具有速热性能的石墨烯复合纸的制备及其应用

权利要求书

1.一种具有速热性能的石墨烯复合纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将针叶材和阔叶材以3:7的质量比混合，疏解，并加水打浆，得到浆料；

所述浆料的浓度为10~12%，打浆度为30~40°SR；

（2）将浆料、聚丙烯酰胺、分散剂与石墨烯或石墨烯衍生物混合均匀后，加水并解离，得到纸浆悬浮液，再进行抄造，得到石墨烯复合纸；

所述纸浆悬浮液中浆料的浓度为0.16~0.2%；所述聚丙烯酰胺的用量为占绝干浆料质量的0.1~0.2%；所述分散剂的用量为占绝干浆料质量的0.1~0.2%，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠；所述石墨烯或石墨烯衍生物的用量为占绝干浆料质量的0.1~2%；所述石墨烯衍生物为氧化还原石墨烯或生物质石墨烯。

2.根据权利要求1所述的具有速热性能的石墨烯复合纸的制备方法，其特征在于，所述氧化还原石墨烯的制备方法，包括如下步骤：

（a）将石墨粉末在浓硫酸和高锰酸钾体系中进行低温、中温、高温三步氧化反应，得到氧化石墨烯；

（b）将步骤（a）中得到的氧化石墨烯分散到水中，得到氧化石墨烯分散液；再使用Fe粉对氧化石墨烯进行第一步还原反应，得到部分还原氧化石墨烯，再将部分还原氧化石墨烯分散到水中，得到部分还原氧化石墨烯分散液；再用磺化剂对部分还原氧化石墨烯进行第二步还原反应，离心、水洗，得到磺化还原石墨烯，再次分散到水中，得到磺化还原石墨烯分散液；之后加入肼对磺化还原石墨烯进行第三步还原反应，水洗，过滤，得到氧化还原石墨烯。

3.根据权利要求2所述的具有速热性能的石墨烯复合纸的制备方法，其特征在于，步骤（a）中，所述低温、中温、高温三步氧化反应过程中还加入了硝酸钠，所述石墨粉末、硝酸钠、浓硫酸与高锰酸钾的比例为1g：0.5g：23ml：3g；

所述低温、中温、高温三步氧化反应过程中，低温氧化反应的条件为：温度不超过4℃，时间2~3h；中温氧化反应的条件为：温度35~38℃，时间0.5~1h；高温氧化反应的条件为：温度95~98℃，时间30~45min。

4.根据权利要求2所述的具有速热性能的石墨烯复合纸的制备方法，其特征在于，步骤b）中，所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.2~0.5mol/L；所述氧化石墨烯与铁粉的比例为0.2~0.5mol：1g；所述部分还原氧化石墨烯分散液的浓度为0.2~0.5mol/L；所述氧化石墨烯与磺化剂的比例为0.2~0.5mol: 64mg；所述磺化还原石墨烯分散液的浓度为0.2-0.5mol/L；所述氧化石墨烯与肼的质量比为10：7~9；

所述第一步还原反应的条件为：温度为室温，时间30~60min；所述第二步还原反应的条件为：温度为室温，时间2h以上；所述第三步还原反应的条件为：温度95~100℃，时间90~120min。

5.根据权利要求2所述的具有速热性能的石墨烯复合纸的制备方法，其特征在于，步骤b）中，所述磺化剂为芳基重氮盐。

6.根据权利要求1所述的具有速热性能的石墨烯复合纸的制备方法，其特征在于，所述生物质石墨烯的制备方法，包括如下步骤：

a）将玉米秸秆粉浸入到0.1mol/L的亚铁氰化钾水溶液中对玉米秸秆粉进行预处理，得到玉米杆-[Fe(CN)₆]₄复合物；

b）将步骤a）中得到的玉米杆-[Fe(CN)₆]₄复合物过滤干燥后，再进行碳化；

c）将步骤b）得到的碳化后的产物浸泡到1mol/L的盐酸溶液中进行酸化，再水洗至中性后干燥，得到生物质石墨烯。

7.根据权利要求6所述的具有速热性能的石墨烯复合纸的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述预处理的条件为：温度35~40℃，时间4~4.5h。