[发明专利]高性能石墨烯膜与纤维及其凝胶转化制备方法

摘要

本发明公开了一种高性能石墨烯膜与纤维及其凝胶转化制备方法。天然石墨粉经过改进的Hummers方法氧化得到不同氧化程度、不同缺陷密度的氧化石墨烯胶体溶液。基于溶胶‑凝胶化学的方法，利用酸化或者温和热退火处理将流动的溶胶状态的氧化石墨烯分散液转化为粘稠的凝胶态。并进而得到机械强度良好的氧化石墨烯膜和石墨烯纤维。该方法制备工艺简单、高效、廉价，可大规模连续生产与应用。与此同时，本方法不采用额外的交联剂，同时不选用凝固浴，制备过程绿色环保、简便省时，制备的石墨烯膜以及纤维力学性能优异、电导率高、导热性好，同时具备极好的韧性，具有良好的应用前景。

主权项

一种制备氧化石墨烯水凝胶的方法，包括如下步骤：将氧化石墨烯分散液于密封容器中进行退火，得到所述氧化石墨烯水凝胶；所述退火步骤中，温度为60‑80℃，时间为10h‑100h；所述氧化石墨烯分散液是由包括如下步骤的方法制备得到的：1)将石墨粉和浓硫酸于0‑40℃混合后，加入高锰酸钾，并控制反应体系的温度低于40℃，恒温反应0.5h‑20h后，加入稀硫酸恒温进行反应8h‑12h；2)将步骤1)所得体系置于冰水混合浴中终止反应，再滴加过氧化氢至不再产生气泡后，真空抽滤，收集滤饼后，依次用稀盐酸和水洗涤，将所得滤饼再次分散在水中，透析，搅拌24h‑48h，离心，得到所述氧化石墨烯分散液。