一种强度可控双亲性石墨烯气凝胶及其制备方法与流程

文档序号:11929308阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种石墨烯气凝胶,其特征在于:该气凝胶具有石墨烯片层交联形成的孔状结构,孔壁由两层以上的石墨烯片层组成,酸解得到的纤维素纳米晶位于形成孔壁的石墨烯片层之间或者吸附在其表面,且纤维素纳米晶取向排列,由此形成三维网络结构单元;该石墨烯气凝胶的组成包括以下质量百分比的组份:

石墨烯 50%~95%

纤维素纳米晶 5%~50%

该石墨烯气凝胶的模量为4到65KPa,并且同时具有亲水和亲油的双亲特性,该双亲特性以及模量可以通过改变纤维素纳米晶的含量进行调控。

2.权利要求1中所述的石墨烯气凝胶的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:

1)分别制备氧化石墨烯和纤维素纳米晶的分散液;

2)将纤维素纳米晶的分散液滴加到氧化石墨烯分散液中;

3)向步骤2)所制混合分散液中加入还原剂,并在60~95℃加热,得到预还原的氧化石墨烯/纤维素纳米晶水凝胶,预还原的时间控制在10分钟到60分钟;

4)将步骤3)中得到的预还原氧化石墨烯/纤维素纳米晶水凝胶在-40至-5摄氏度冷冻1到5小时,再将冷冻的水凝胶融化;

5)将步骤4)中得到的水凝胶进行二次还原;

6)将步骤5)中得到的水凝胶在水溶液中浸泡洗涤后再将水凝胶在溶剂中浸泡,所用溶剂为乙醇、甲醇和丙酮中的一种;

7)将步骤6)中所得水凝胶干燥制得产品。

3.根据权利要2所述的制备方法,其特征在于:所用原料为片状的氧化石墨烯以及酸解制备的棒状纤维素纳米晶。

4.根据权利要2所述的制备方法,其特征在于:所用的还原剂为维生素C、水合肼以及氢碘酸中的一种或几种。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:冷冻融化操作仅进行1次。

6.根据权利要2所述的制备方法,其特征在于:二次还原的时间控制在4到6小时。

7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述的纤维素纳米晶沿冷冻时冰晶生长的方向取向排列。

8.权利要求1所述的石墨烯气凝胶在远程控制器、水处理、吸附材料、保温材料领域的应用。

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