[发明专利]一种石墨烯包覆聚丙烯腈纤维复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯包覆聚丙烯腈纤维复合材料的制备方法，包括：

(1)将聚丙烯腈纤维浸入碱溶液中，于90～120℃处理15～60min，然后用去离子水洗涤至中性，干燥后，得到碱处理后的聚丙烯腈纤维；

(2)将上述碱处理后的聚丙烯腈纤维在硅烷偶联剂KH550溶液中浸泡，干燥，得到单层KH550改性后的聚丙烯腈纤维；

(3)将上述单层KH550改性后的聚丙烯腈纤维在氧化石墨分散液中浸泡后，干燥得到单层氧化石墨改性的聚丙烯腈纤维；

(4)采用上述单层氧化石墨改性的聚丙烯腈纤维作为原料，重复上述的步骤(2)和步骤(3)n次，得到n+1层氧化石墨改性的聚丙烯腈纤维，其中1≤n≤10；

(5)将上述n+1层氧化石墨改性的聚丙烯腈纤维置于氧化石墨的分散液中，然后滴加水合肼水溶液，升温至90～110℃，反应20～60min，最后冷却、去离子水洗涤产物、烘干，即得。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯包覆聚丙烯腈纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的碱为KOH或NaOH，碱液浓度为5～15wt％，碱液与聚丙烯腈纤维的比例为1～20mg∶1mL。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯包覆聚丙烯腈纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的干燥的温度为40～80℃，干燥时间为8～24h。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯包覆聚丙烯腈纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的硅烷偶联剂KH550溶液为KH550的水醇混合溶液，水醇比为1∶1～1∶3，KH550在溶液中的浓度为0.5～2mg/mL；所述的水醇混合溶液中所述的醇为无水乙醇。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯包覆聚丙烯腈纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的硅烷偶联剂KH550溶液中KH550的用量为聚丙烯腈纤维质量的10％～50％。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯包覆聚丙烯腈纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的浸泡的时间为8-30h，浸泡温度为室温；所述干燥的温度为65～80℃，干燥时间为10～16h。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯包覆聚丙烯腈纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的氧化石墨分散液中氧化石墨的浓度为0.5～2mg/mL。

8.根据权利要求1所述的一种石墨烯包覆聚丙烯腈纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述浸泡的温度为65～85℃，浸泡时间1.5～5h；所述干燥的温度为45～70℃，干燥时间为5～12h。

9.根据权利要求1所述的一种石墨烯包覆聚丙烯腈纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述的氧化石墨的分散液中氧化石墨的浓度为O.5～2mg/mL；所述的水合肼水溶液中水合肼的浓度50wt％，所加入水合肼水溶液的体积为整个反应体系体积的1％～2％。

10.根据权利要求1所述的一种石墨烯包覆聚丙烯腈纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述烘干的温度为50～80℃，烘干时间为5～12h。