[发明专利]一种石墨烯纤维制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯纤维制备方法，该种石墨烯纤维制备方法采用如下设备进行制备，该设备包括底座、匚型架和混合装置，所述的底座的下端与已有地面相连，底座的上端安装有开口朝下的匚型架，匚型架的中部设置有混合装置,本发明能够电机带动搅拌杆旋转，不仅能够使盛料斗中的石墨烯原料下落的速度更快，还能对搅拌桶内部的石墨烯原料与纤维浆料进行搅拌，可使石墨烯原料在纤维浆液中快速扩散并混合，同时通过振动机构使搅拌桶形成上下振动的状态，可使石墨烯原料与纤维浆料混合的更加充分，进而可提高石墨烯纤维的成型质量。

技术领域

本发明涉及石墨烯领域，特别涉及一种石墨烯纤维制备方法。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，石墨烯的化学性质与石墨类似，石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子，而石墨烯化合物中有氧化石墨烯和石墨烷等，其中纳米级的氧化石墨烯片就可以纺制成长达数米的宏观石墨烯纤维，其所制备的纤维不但强度高，而且韧性好，可以打成结或者编织成导电的垫子，但是现有的石墨烯纤维制备设备在制备石墨烯的过程中常常存在以下几个问题：

1.现有的石墨烯制备设备在制备石墨烯纤维的过程中，石墨烯原料与纤维浆液的混合程度不高而导致石墨烯原料与纤维浆料的混合溶液不够均匀，进而影响石墨烯纤维的成型质量；

2.现有的石墨烯制备设备在对石墨烯原料与纤维浆液进行混合的过程中，石墨烯原料在纤维溶液中的扩散速度十分缓慢，从而导致石墨烯纤维的制备速率低下。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种石墨烯纤维制备方法，该种石墨烯纤维制备方法采用如下设备进行制备，该设备包括底座、匚型架和混合装置，所述的底座的下端与已有地面相连，底座的上端安装有开口朝下的匚型架，匚型架的中部设置有混合装置。

所述的混合装置包括盛料斗、搅拌桶、弧形块、横板、L型板、固定杆、搅拌杆、电机和振动机构，匚型架的中部由上至下依次设置有盛料斗和搅拌桶，且盛料斗的下端与搅拌桶的上端相连，盛料斗的内部与搅拌桶的内部互通，搅拌桶的外壁左右对称安装有弧形块，左右正相对的弧形块的外侧端面安装有横板，横板远离弧形块的一端安装有L型板，L型板的下端与搅拌桶的外壁相连，左右正相对的L型板的外侧端面安装有固定杆，固定杆远离L型板的一端通过滑动配合方式与匚型架两端的内侧端面相连，搅拌桶的内部设置有搅拌杆，搅拌杆的上端安装有电机，电机安装于匚型架的上端面，搅拌桶的后侧设置有振动机构，且振动机构与横板和L型板相连，通过人工方式将石墨烯原料投放进盛料斗内，然后电机带动搅拌杆旋转，不仅能够使盛料斗中的石墨烯原料下落的速度更快，还能对搅拌桶内部的石墨烯原料与纤维浆料进行搅拌，可使石墨烯原料在纤维浆液中快速扩散并混合，同时通过振动机构使搅拌桶形成上下振动的状态，可使石墨烯原料与纤维浆料混合的更加充分，进而可提高石墨烯纤维的成型质量。

采用上述设备对该种石墨烯纤维进行制备时具体包括如下步骤：

S1、设备检查：在启用该设备对该种石墨烯纤维进行制备之前，对该设备运行进行检查；

S2、投放原料：通过人工方式将石墨烯原料投放进盛料斗内；

S3、搅拌：在投放石墨烯原料的时候，启动电机，使搅拌杆将石墨烯原料与搅拌桶内部的纤维浆液进行充分搅拌混合；

S4、振动：在对纤维浆液进行搅拌的同时，利用振动机构使搅拌桶形成上下振动的状态；

S5、成型：搅拌桶内的纤维浆液与石墨烯充分混合均匀后，使混合后的浆液形成丝状并冷却成型，然后再经过后续的高温或者化学剂还原可制得石墨烯纤维。