一种石墨烯纤维的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种石墨烯纤维，该石墨烯纤维的电导率为2.0×104～2.2×104S·m?1，该石墨烯纤维由如下步骤制得：1)将氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散后，得到分散均匀的氧化石墨烯水溶液；2)将分散均匀的氧化石墨烯水溶液与氯乙酸混合，搅拌条件下将混合溶液加热反应，冷却至室温后用滤膜过滤，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；3)将羧基化氧化石墨烯超声分散于N,N?二甲基甲酰中得到纺丝原液，最后通过湿法纺丝制得石墨烯纤维。本发明的石墨烯纤维，其制备方法简单，易于工业化，石墨烯纤维导电性能好，同时具有较高的柔性，在能源存储器件、光伏器件、传感器等领域有巨大的应用前景。
【专利说明】
一种石墨烯纤维
技术领域
[0001 ]本发明属于石墨烯技术领域，具体涉及一种石墨烯纤维。
【背景技术】
[0002]石墨烯是一种由碳原子构成的单层蜂窝状结构的新材料，是其他维度碳材料的构造基础。石墨稀具有很多独特的性质，如尚电子迁移率、尚导热系数、良好的弹性和刚度等。因此，将石墨烯组装为宏观的功能结构如纤维等，是实现石墨烯实际应用的重要途径。
[0003]而如何设计一种简便的、温和地方法制得石墨烯纤维是研究热点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种石墨烯纤维。
[0005]实现本发明目的采用的技术方案为:一种石墨烯纤维，该石墨烯纤维的电导率为2.0X 14?2.2X 14S.m—S该石墨稀纤维由如下步骤制得:
[0006]I)将氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散后，得到分散均匀的氧化石墨烯水溶液；
[0007]2)将分散均匀的氧化石墨烯水溶液与氯乙酸混合，搅拌条件下将混合溶液加热到60?80°C，保持其反应0.5?3小时，冷却至室温后用滤膜过滤，干燥后得到羧基化氧化石墨稀；
[0008]3)将羧基化氧化石墨烯超声分散于N，N_ 二甲基甲酰中得到纺丝原液，最后通过湿法纺丝制得石墨烯纤维。
[0009]优选的，步骤I)中所述超声分散时间为0.5?2小时，所述氧化石墨烯和去离子水的质量体积比为Img:(I?3mL)。
[0010]步骤2)中所述的氯乙酸与氧化石墨烯的质量比为(30?50):1，搅拌速度为50?200转/分钟。
[0011]步骤3)中羧基化氧化石墨烯与N，N-二甲基甲酰的质量体积比为I: (50?10mL)。
[0012]本发明的优点在于:
[0013]I)本发明的石墨烯纤维，其制备方法简单，易于工业化，石墨烯纤维导电性能好，同时具有较高的柔性，在能源存储器件、光伏器件、传感器等领域有巨大的应用前景。
[0014]2)本发明的石墨烯纤维在制备过程中，通过选用氯乙酸改性制得羧基化氧化石墨稀，从而使得石墨稀纤维能够进行湿纺的可能，因为石墨稀是一种典型的二维纳米粒子，粒子间没有传统线形高分子那样的链缠结作用。
[0015]3)本发明的石墨烯纤维，具有较好的导电性，电导率为2.0 X 14?2.2 X 14S.m
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【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0017]实施例1
[0018]I)将10mg氧化石墨烯加入10mL去离子水中，超声分散0.5小时后，得到分散均匀的氧化石墨烯水溶液；
[0019]2)往分散均匀的氧化石墨烯水溶液中加入3g氯乙酸混合，然后在搅拌速度为50转/分钟条件下，将混合溶液加热到80°C，保持其反应0.5小时，冷却至室温，用滤膜过滤，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
[0020]3)取10mg羧基化氧化石墨烯超声分散于50mL N，N_二甲基甲酰中得到纺丝原液，最后通过湿法纺丝制得石墨烯纤维。
[0021]实施例2
[0022]I)将10mg氧化石墨烯加入200mL去离子水中，超声分散I小时后，得到分散均匀的氧化石墨烯水溶液；
[0023]2)往分散均匀的氧化石墨烯水溶液中加入4g氯乙酸混合，然后在搅拌速度为100转/分钟条件下，将混合溶液加热到60°C，保持其反应3小时，冷却至室温，用滤膜过滤，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
[0024]3)取10mg羧基化氧化石墨烯超声分散于80mL N，N_二甲基甲酰中得到纺丝原液，最后通过湿法纺丝制得石墨烯纤维。
[0025]实施例3
[0026]I)将10mg氧化石墨烯加入300mL去离子水中，超声分散2小时后，得到分散均匀的氧化石墨烯水溶液；
[0027]2)往分散均匀的氧化石墨烯水溶液中加入5g氯乙酸混合，然后在搅拌速度为200转/分钟条件下，将混合溶液加热到70°C，保持其反应2小时，冷却至室温，用滤膜过滤，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
[0028]3)取10mg羧基化氧化石墨烯超声分散于10mL N，N_二甲基甲酰中得到纺丝原液，最后通过湿法纺丝制得石墨烯纤维。
【主权项】
1.一种石墨烯纤维，其特征在于:该石墨烯纤维的电导率为2.0 X 14?2.2 X 14S.m—1，该石墨烯纤维由如下步骤制得: 1)将氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散后，得到分散均匀的氧化石墨烯水溶液； 2)将分散均匀的氧化石墨烯水溶液与氯乙酸混合，搅拌条件下将混合溶液加热到60?80°C，保持其反应0.5?3小时，冷却至室温后用滤膜过滤，干燥后得到羧基化氧化石墨烯； 3)将羧基化氧化石墨烯超声分散于N，N-二甲基甲酰中得到纺丝原液，最后通过湿法纺丝制得石墨烯纤维。2.根据权利要求1所述的石墨烯纤维，其特征在于:步骤I)中所述超声分散时间为0.5?2小时，所述氧化石墨稀和去离子水的质量体积比为Img: (I?3mL)。3.根据权利要求1所述的石墨烯纤维，其特征在于:步骤2)中所述的氯乙酸与氧化石墨烯的质量比为(30?50): I，搅拌速度为50?200转/分钟。4.根据权利要求1所述的石石墨烯纤维，其特征在于:步骤3)中羧基化氧化石墨烯与N，N-二甲基甲酰的质量体积比为1: (50?10mL)。
【文档编号】C01B31/04GK105887244SQ201610474260
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】杨阳
【申请人】苏州宇希新材料科技有限公司