[发明专利]一种高强度石墨烯有序多孔纤维及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高强度石墨烯有序多孔纤维及其制备方法，石墨经过氧化得到氧化石墨烯，将氧化石墨烯分散于水中，制成质量浓度为1-20%的纺丝液液晶溶胶，将纺丝液从纺丝头毛细管中连续匀速挤入液氮内凝固，再冷冻干燥后得到氧化石墨烯有序多孔纤维，经化学还原，最后得到石墨烯有序多孔纤维。所得石墨烯有序多孔纤维密度低，空隙率高，力学性能优异，有较好的韧性，可用于负载多种催化剂，也可用作质轻的导线使用。

主权项

一种高强度石墨烯有序多孔纤维及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将1重量份的石墨原料、1~100重量份硫酸、0.5~5重量份过硫酸钾和0.5~5重量份五氧化二磷混合，在25~100℃下搅拌反应1~10小时，冷却到室温后，用去离子水稀释，以滤膜抽滤，用去离子水洗涤至中性，自然干燥10~50小时得到插层石墨；（2）将1重量份步骤1中所得的插层石墨、1~100重量份硫酸和0.5~10重量份高锰酸钾混合，在‑10~50℃下搅拌反应0.1~10小时后，加入10~2000重量份的去离子水和0.1~10重量份双氧水搅拌0.1~10小时，以滤膜过滤，用去离子水反复洗涤至中性，自然干燥得到氧化石墨；（3）将1重量份步骤2中所得的氧化石墨烯产物溶于5~100重量份的水中，以0~50KHz的超声处理0.1~10小时，得到氧化石墨烯纺丝液晶溶胶；（4）取步骤3所得的氧化石墨烯纺丝液溶胶，以1~100 mL/h的挤出速度，通过直径为50~500μm的纺丝毛细管，将溶胶挤入液氮中停留1~50s凝结，再进一步冷冻干燥或者临界冷冻干燥2‑40h，最后得到有序多孔氧化石墨烯纤维；（5）将步骤4中所得的氧化石墨烯纤维置于还原剂中还原0.1~100h，洗涤干燥，得到高强度石墨烯有序多孔纤维。