[发明专利]一种石墨烯纸的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)电纺纳米纤维膜衬底：配制高分子聚合物纺丝前驱液，将所得纺丝前驱液加入静电纺丝装置的储液机构中，利用静电纺丝法制备高分子聚合物纳米纤维膜，即在收集底板上得到纳米纤维膜衬底；

(2)电喷复合氧化石墨烯薄膜：将氧化石墨烯分散液置于静电喷雾装置的储液机构中，将步骤(1)纳米纤维膜衬底置于静电喷雾装置的收集机构上，利用静电喷雾法在纳米纤维膜衬底上直接喷涂复合氧化石墨烯薄膜；

(3)去除衬底：将步骤(2)所得的复合膜材料的纳米纤维膜衬底去除，得氧化石墨烯薄膜；

(4)还原氧化石墨烯：将步骤(3)所得的氧化石墨烯薄膜还原即得石墨烯纸。

2.如权利要求1所述的一种石墨烯纸的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的高分子材料为尼龙、聚乙烯吡络烷酮、聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚己内酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种石墨烯纸的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)的收集底板为带有镂空图案的金属板。

4.如权利要求3所述的一种石墨烯纸的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)为将氧化石墨烯分散液置于静电喷雾装置的储液机构中，所述的静电喷雾装置的收集机构为电脑控制的二维移动平台，将步骤(1)纳米纤维膜衬底连同其底部的收集底板一起置于二维移动平台上，利用静电喷雾法在纳米纤维膜衬底上直接喷涂复合氧化石墨烯薄膜，所述的步骤(2)的静电喷雾过程中，喷头与纳米纤维膜衬底的竖直距离为1.5～4cm，喷雾电压7～10KV，储液机构的推进泵推进速度20～40μL/min。

5.如权利要求1所述的一种石墨烯纸的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的氧化石墨烯分散液的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺,所含的氧化石墨烯浓度为11.7mg/g。

6.如权利要求1所述的一种石墨烯纸的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)为将步骤(2)所得的复合膜材料浸于可溶解步骤(1)的高分子聚合物的溶剂中，浸泡直至纳米纤维膜衬底完全溶解后取出样品，用去离子水清洗后得氧化石墨烯薄膜。

7.如权利要求1所述的一种石墨烯纸的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)为步骤(2)所得的复合膜材料在氧气氛下进行高温热处理，烧掉纳米纤维膜衬底后取出样品，即得氧化石墨烯薄膜。

8.如权利要求1所述的一种石墨烯纸的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)为将步骤(3)所得的氧化石墨烯薄膜置于还原剂中进行还原反应，将氧化石墨烯还原为石墨烯后，清洗、干燥所得样品即得石墨烯纸。

9.如权利要求8所述的一种石墨烯纸的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)为将步骤(3)所得的氧化石墨烯薄膜浸于浓度为88wt％的氢碘酸中，加热100℃还原1小时，氧化石墨烯即被还原，用去离子水反复冲洗3-4次，将所得样品放入真空干燥柜中常温干燥后即得石墨烯纸。

10.如权利要求1所述的一种石墨烯纸的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)为将步骤(3)所得的氧化石墨烯薄膜在还原气氛下进行高温热处理，至氧化石墨烯被还原，即得石墨烯纸。