[发明专利]氧化或还原石墨烯基网格材料及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化或还原石墨烯基网格材料，其特征在于：在石墨烯基宏观材料上分布有多个网格；所述石墨烯基宏观材料的尺寸为：厚度：200nm–200μm，长度：2cm–20m，宽度：2cm–20m；所述网格尺寸：0.1mm-1mm；网格间距：1mm-5mm。

2.根据权利要求1所述的一种氧化或还原石墨烯基网格材料，其特征在于，所述石墨烯基网格材料中，复合添加相为碳纳米材料，或为过渡金属或过渡金属化合物，或为纳米硅中的一种或多种，或为高分子纳米材料；复合添加相在氧化或还原石墨烯基纸中的含量为0到70wt%，当含量为0时为氧化或还原石墨烯组成的纯相网格材料。

3.根据权利要求1所述的一种氧化或还原石墨烯基网格材料，其特征在于，所述网格形状为圆形，或椭圆形，或三角形，或多边形。

4.一种权利要求1所述的氧化或还原石墨烯基网格材料的制备方法，其特征在于，为制备方法A或者B；

所述方法A为：

采用真空过滤装置，其上有过滤漏斗，漏斗尺寸范围为：2cm×2cm～20m×20m，或者为直径为2cm或为～20m；所述过滤漏斗内设有双层滤纸，在所述双层滤纸上方设有制孔配件；所述制孔配件上设有不锈钢柱阵列，所述不锈钢柱阵列的钢柱间距：1-5mm，钢柱横截面形状为三角形或圆形或是多边形；钢柱横截面直径或边长尺寸范围：0.1mm-1mm；所述双层滤纸为纤维素定性滤纸及其表面沉积的100μm–1000μm厚的多孔碳膜；

将氧化或还原石墨烯基复合溶液倒入具有双层滤纸的抽滤装置中，并放入制孔配件，所述钢柱末端抵触到所述双层滤纸上，然后进行抽滤，抽滤完成后在双层滤纸表面形成了石墨烯基网格纸，将其烘干、剥离，即得到厚度为200nm–200μm的石墨烯网格纸，其网格尺寸为0.1mm-1mm、网格间距为1mm-5mm；

所述方法B为：

将氧化或还原石墨烯基复合溶液倒入具有单层滤纸或双层滤纸的抽滤装置中进行抽滤，抽滤装置的过滤漏斗尺寸范围为：2cm×2cm～20m×20m，或者为直径为2cm或为～20m；所述双层滤纸为纤维素定性滤纸及其表面沉积的100μm–1000μm厚的多孔碳膜；当抽滤完成后在单层滤纸或双层滤纸表面形成了氧化或还原石墨烯基纸；

将氧化或还原石墨烯基纸加工出多个通孔，形成具有网格尺寸为0.1mm-1mm、网格间距为1mm-5mm的氧化或还原石墨烯基网格材料。

5.根据权利要求4所述的氧化或还原石墨烯基网格材料的制备方法，其特征在于，

所述对氧化或还原石墨烯基纸加工出多个通孔，采用的方法是：采用冲孔模具来进行多孔化处理，所述冲孔模具由相互配合的凹模和凸模构成，所述凹模为具有多孔阵列的不锈钢板，孔间距：1-5mm，孔横截面形状为三角形或圆形，或是多边形；孔横截面边长或直径尺寸为0.1mm-1mm；所述凸模上设有与上述多孔阵列一一对应插入、并可产生冲孔作用的不锈钢柱阵列；氧化或还原石墨烯基纸置于具有多孔阵列的凹模上表面，用具有不锈钢柱阵列的凸模对应凹模进行冲孔。

6.根据权利要求4所述的氧化或还原石墨烯基网格材料的制备方法，其特征在于，

所述方法A或/和方法B中的双层滤纸的制备方法为：

采用如下步骤制得的双层滤纸：将一维碳纳米管或/和碳纳米纤维超声分散于有机溶剂中；然后通过真空抽滤法沉积于纤维素定性滤纸表面，形成100μm–1000μm厚的多孔碳膜，从而制得纤维素定性滤纸/多孔纳米碳膜双层滤纸。

7.根据权利要求6所述的氧化或还原石墨烯基网格材料的制备方法，其特征在于，

所述双层滤纸的制备具体步骤为：

将直径大约5-100nm的碳纳米管或碳纳米纤维加入到按1～3:1体积比的硫酸和硝酸的混合溶液中，碳纳米管或碳纳米纤维在混酸溶液中的浓度为0.01～0.05g/ml；

在50-100℃下回流反应2-10小时，用去离子水稀释后，再以去离子水和无水乙醇分别清洗三次，然后按比1g碳纳米管或碳纳米纤维加0.7-1.3升的比例加入相应的无水乙醇，碳纳米管超声分散5-60分钟后得到碳纳米管或碳纳米纤维的悬浮液；

将与漏斗尺寸相应的纤维素定性滤纸安装到漏斗中，随后将碳纳米管或纳米纤维悬浮液加入到漏斗中，真空抽滤完成后便得到所述纤维素滤纸/多孔碳纳米管或碳纳米纤维膜的双层滤纸。