[发明专利]二维石墨烯纤维、制备方法及应用

权利要求书

1.一种制备二维石墨烯纤维的方法，其特征在于：包括：

1)将氧化石墨烯浆料涂布至凹槽基材上，得到氧化石墨烯涂层，涂布的方向为X向；

2)将氧化石墨烯涂层进行半干燥处理；

3)将基材沿着另一平面方向Y向进行拉伸，将基材波浪状部位拉直，半干燥的氧化石墨烯涂层随之分裂成数根平行排列的纤维状涂层；

4)进一步干燥处理至完全干燥后，从基材上剥离，得到氧化石墨烯纤维；

5)将氧化石墨烯纤维进行碳化和石墨化处理，得到石墨烯泡沫纤维；

6)将石墨烯泡沫纤维进行压延处理，得到二维石墨烯纤维。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述凹槽基材包括多个沿Y向排布的凹槽。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述凹槽呈三棱柱型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述凹槽基材选自高分子薄膜、金属薄膜和复合膜中任意一种。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述高分子薄膜、金属薄膜和复合膜为致密的薄膜或网格布薄膜。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述网格布薄膜的经密为100-600根/英寸，纬密为50-500根/英寸。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述网格布薄膜的经密为200-300根/英寸，纬密为100-200根/英寸。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述高分子薄膜选自PET、PE、PP、PTFE、CPP、PS和PI中至少一种。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述金属薄膜选自铜箔、铝箔和铁箔中至少一种。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述复合膜由所述高分子薄膜和所述金属薄膜复合而成，选自铝塑膜、铜塑膜和铁塑膜中至少一种。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述氧化石墨烯涂层的厚度为0.5-5mm。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述氧化石墨烯涂层的厚度为1-3mm或2-4mm。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述氧化石墨烯浆料中，溶剂为水、乙醇、甲醇、二甲苯、氮甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种，固含量为0.5wt.％-10wt.％。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述氧化石墨烯浆料的固含量为1wt.％-9wt.％。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述氧化石墨烯浆料的固含量为2wt.％-8wt.％。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中，半干燥处理的温度为100℃以下或常温；经过半干燥处理后的氧化石墨烯涂层的固含量为50wt.％-80wt.％；

步骤4)中，进一步干燥处理的温度为80-150℃。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤5)中，将氧化石墨烯纤维进行碳化的温度为300-1600℃；碳化时间为2-72h。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述将氧化石墨烯纤维进行碳化的温度为800-1200℃；碳化时间为5-10h。