[发明专利]一种石墨烯中空纤维的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯中空纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)氧化石墨烯分散液的制备：以大片层石墨为原料，用改进Hummers法制备氧化石墨烯，在高速离心的过程中选取下层离心液，稀释得到氧化石墨烯分散液。

(2)将外层溶液和内层溶液分别输入同轴针头的外层和内层，将外层溶液注射到接收溶液中，得到含水氧化石墨烯中空纤维，干燥，得到氧化石墨烯中空纤维；

(3)石墨烯中空纤维还原得到石墨烯中空纤维；步骤(1)中，所述外层溶液为50～100mg·mL-1的氧化石墨烯溶液，内层溶液为聚合物或离子液，聚合物包括PS、PAA、PI。离子液包括CaCl₂、1-丁基-3-甲基咪唑1-烯丙基-3-甲基咪唑，接收溶液为物质的量浓度1-3mol/L的离子液；内层溶液的流速为0.5-0.8ml/min；外层溶液的流速0.2-0.5ml/s。

2.根据权利要求1所述的石墨烯中空纤维的制备方法，其特征在于：采用的石墨原料为大片层可膨胀石墨，其尺寸在100-500um。

3.根据权利要求1或2所述的石墨烯中空纤维的制备方法，其特征在于：内层溶液聚合物浓度为2-4mol/L，内层离子液浓度为5-8mol/L。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的所述的石墨烯中空纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)中内层溶液的流速通过同轴针头内层连接注射泵控制。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的石墨烯中空纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)中外层溶液的流速通过同轴针头外层连接气压计控制。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的石墨烯中空纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)中同轴针头内层直径为300-600μm，壁厚为150-200μm，外层直径为800-1000μm。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的石墨烯中空纤维的制备方法，其特征在于：步骤(2)中采用热处理还原、氢碘酸还原、水合肼或硼氢化钠。

8.根据权利要求6所述的石墨烯中空纤维的制备方法，其特征在于：热处理还原为在惰性气体中600℃以上热处理氧化石墨烯中空纤维4h；氢碘酸还原为用25wt％-30wt％氢碘酸在70℃下处理氧化石墨烯中空纤维6-8h。水合肼还原为用3-5mol/L水合肼在130-160℃下处理氧化石墨烯中空纤维5-7小时。硼氢化钠还原为用1-2mol/L硼氢化钠在50-60℃下搅拌氧化石墨烯中空纤维6-8小时。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的石墨烯中空纤维的制备方法，其特征在于：向步骤(2)中的外层溶液或内层溶液中加入纳米功能颗粒混合，制备得到功能化的石墨烯中空纤维。

10.根据权利要求9所述的石墨烯中空纤维的制备方法，其特征在于：所述纳米功能颗粒为钼酸铅纳米颗粒、钨酸钡纳米颗粒或TiO2纳米颗粒。