[发明专利]一种表面还原氧化石墨烯纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种表面还原氧化石墨烯纤维及其制备方法和应用。本发明的表面还原氧化石墨烯纤维的组成包括经过卷折和扭转的表面还原氧化石墨烯薄膜，表面还原氧化石墨烯薄膜的组成包括氧化石墨烯层和包覆氧化石墨烯层的还原氧化石墨烯层。本发明的表面还原氧化石墨烯纤维的制备方法包括以下步骤：1)制备氧化石墨烯薄膜；2)制备表面还原氧化石墨烯薄膜；3)表面还原氧化石墨烯薄膜的卷折和扭转。本发明的表面还原氧化石墨烯纤维具有灵敏的温度预警功能，响应速度快，响应时间短，且能够在较低温度下提供预警信号，适合用于火灾早期预警。

技术领域

本发明涉及火灾预警技术领域，具体涉及一种表面还原氧化石墨烯纤维及其制备方法和应用。

背景技术

火灾往往会给人们带来巨大的生命和财产损失，因此火灾预警至关重要。火灾蔓延的速度通常以秒为单位进行计量，每一秒都至关重要，对火灾风险的响应速度越慢，引发悲剧性火灾的可能性就越大。目前，室内常用的烟雾传感器由于涉及烟雾的传输和富集过程，响应时间较长(100s，甚至300s)，而红外传感器的灵敏度也偏低，响应时间通常大于100s，这两类传感器的响应时间都过长，难以完全满足实际应用要求。此外，室内常见的塑料材料、化学纺织品、纸张、木材等的燃点一般在500℃以内(最低仅130℃左右)，而现有的火灾预警装置大都无法在较低温度(300℃)且无明火的条件下提供预警信号。

因此，开发一种灵敏度高、响应时间短、可以在较低温度下提供预警信号的温度敏感材料具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面还原氧化石墨烯纤维及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种表面还原氧化石墨烯纤维，其组成包括经过卷折和扭转的表面还原氧化石墨烯薄膜；所述表面还原氧化石墨烯薄膜的组成包括氧化石墨烯层和包覆氧化石墨烯层的还原氧化石墨烯层。

优选的，所述氧化石墨烯层的厚度为4μm～15μm。

进一步优选的，所述氧化石墨烯层的厚度为5μm～10μm。

优选的，所述还原氧化石墨烯层的厚度为1μm～5μm。

进一步优选的，所述还原氧化石墨烯层的厚度为2μm～5μm。

优选的，所述氧化石墨烯层的组成包括片状氧化石墨烯。

优选的，所述片状氧化石墨烯的片径为5μm～45μm。

进一步优选的，所述片状氧化石墨烯的片径为15μm～30μm。

一种如上所述的表面还原氧化石墨烯纤维的制备方法包括以下步骤：

1)将氧化石墨烯制成分散液，再涂覆在基板上进行成膜，得到氧化石墨烯薄膜；

2)将氧化石墨烯薄膜放入还原剂溶液中进行浸泡，得到表面还原氧化石墨烯薄膜；

3)将表面还原氧化石墨烯薄膜进行卷折和扭转，即得表面还原氧化石墨烯纤维。

优选的，步骤1)所述分散液的浓度为5mg/g～10mg/g。

优选的，步骤2)所述还原剂溶液为氢碘酸、乙酸溶液和次磷酸溶液组成的混合溶液。

优选的，步骤2)所述浸泡在室温(25℃±5℃)下进行。

优选的，步骤2)所述浸泡的时间为1h～120h。

进一步优选的，步骤2)所述浸泡的时间为1h～24h。

一种如上所述的表面还原氧化石墨烯纤维在火灾预警中的应用。

一种火灾传感器，其包含上述表面还原氧化石墨烯纤维。