[发明专利]一种柔性自支撑三维多孔石墨烯膜的制备方法

摘要

本发明提供了一种柔性自支撑三维多孔石墨烯膜的制备方法，选取热稳定性差的高分子聚合物为模板剂，与氧化石墨烯共混、抽滤成膜，然后在惰性气体保护下高温热处理。在高温热处理过程中，氧化石墨烯还原为石墨烯，而热稳定性差的高分子聚合物完全分解留下发达的孔隙，从而得到柔性自支撑三维多孔石墨烯膜，膜的厚度可控制在5‑100 um范围内，孔径大小在5‑100nm范围，比表面积为300‑1600 m2/g。所制备的柔性自支撑三维多孔石墨烯膜的孔形状、大小和孔隙率可以通过高分聚合物模板的形貌（如线形、球形和柱状）、分子量和用量方便地调控。该材料可以应用在柔性超级电容器，柔性电池，微电子，离子吸附和膜分离等领域。

主权项

1.一种柔性自支撑三维多孔石墨烯膜的制备方法，其特征在于：以高分子聚合物为模板剂，将其与氧化石墨烯在溶剂中超声分散均匀，真空抽滤成膜，然后在惰性气氛保护下高温热处理制备得到柔性自支撑三维多孔石墨烯膜；所述高分子聚合物为聚乙烯醇(PVA), 聚乙二醇(PEG)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚苯乙烯(PS)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的一种或几种；所述高分子聚合物的分子量在5000到100000范围内；所述方法包括以下步骤：（1）将氧化石墨烯配置成浓度为0.5‑10 mg/mL的水溶液；（2）将高分子聚合物分散在去离子水中，浓度为5‑50 mg/mL；（3）将溶液（2）与（1）按照一定比例混合，搅拌、超声，使高分子聚合物和氧化石墨烯分散均匀；（4）将混合溶液（3）真空抽滤成膜，干燥，得到氧化石墨烯与高分子聚合物复合膜；（5）将氧化石墨烯与高分子聚合物复合膜在惰性气体保护下升温至400‑1000 °C，恒温热处理2‑8 h，得到柔性自支撑三维多孔石墨烯膜。