[发明专利]一种可设计构型的碳纳米管-石墨烯混杂多孔预制体的制备方法

权利要求书

1.一种可设计构型的碳纳米管-石墨烯混杂多孔预制体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将氨基化碳纳米管加入到氧化石墨烯分散液中，进行超声分散处理，获得氨基化碳纳米管-氧化石墨烯分散液；

其中，氧化石墨烯和氨基化碳纳米管的比例为：(GO:CNTs)＝(5mg:1～5mg)/ml；

2)向步骤1)得到的氨基化碳纳米管-氧化石墨烯分散液中加入纳米纤维素溶液和纳米硅溶胶，搅拌并超声分散，获得氨基化碳纳米管-氧化石墨烯复合水凝胶；

其中，所述氨基化碳纳米管-氧化石墨烯复合水凝胶中纳米纤维素含量为0.25wt.％～0.75wt.％，硅溶胶的含量为3～8％；

3)对步骤2)获得的氨基化碳纳米管-氧化石墨烯复合水凝胶进行快速定向冷冻处理，直至全部凝固，获得具有定向冷冻特征的复合水凝胶冷冻体；

4)对步骤3)得到的具有定向冷冻特征的复合水凝胶冷冻体进行真空冷冻干燥，获得具有取向构型的氨基化碳纳米管-氧化石墨烯复合气凝胶；

5)对步骤4)获得的具有取向构型的氨基化碳纳米管-氧化石墨烯复合气凝胶进行高温还原和内部热解碳沉积处理，得到具有特定取向结构的碳纳米管-石墨烯预制体，具体为：

将步骤4)获得的具有取向构型的氨基化碳纳米管-氧化石墨烯复合气凝胶置于真空管式炉中，在氩气环境下，以5℃/min的加热速度加热到600～800℃，保温热处理1～3小时，然后升温至1100℃后混合通入CH₄和H₂，保温沉积20～40分钟，在氩气环境下自然冷却，得到具有特定取向结构的碳纳米管-石墨烯预制体。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤3)具体为：

将步骤2)获得的氨基化碳纳米管-氧化石墨烯复合水凝胶转移至内部设置有导热金属板、外部包裹有保温材料的坩埚模具中，将坩埚模具置于速冻容器中，向速冻容器中匀速充入液氮或干冰，对氨基化碳纳米管-氧化石墨烯水凝胶进行快速定向冷冻处理，直至全部凝固，获得具有定向冷冻特征的复合水凝胶冷冻体。

3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：

步骤3)中，所述导热金属板的材质为铜；

所述坩埚模具的材质为聚四氟乙烯；

所述保温材料为闭孔泡沫玻璃保温板；

所述速冻容器为冰箱。

4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于：

步骤4)中，采用冷冻干燥机进行真空-80℃冷冻干燥48小时。

5.一种碳纳米管-石墨烯预制体，其特征在于：采用权利要求1-4任一所述制备方法获得。

6.一种金属基复合材料，其特征在于：采用权利要求1-4任一所述制备方法制备获得的碳纳米管-石墨烯预制体作为增强体。