[发明专利]石墨烯与碳纤维复合材料及其制备方法

权利要求书

1、一种石墨烯与碳纤维复合材料，其特征在于它是以石墨烯和碳纤维材料为原料，通过涂覆的方法在碳纤维材料表面涂覆石墨烯涂层制备而成，涂层的厚度为1nm—5μm。

2、按照权利要求1所述的石墨烯与碳纤维复合材料，其特征在于所述的石墨烯为单层石墨烯、多层石墨烯或它们的混合。

3、按照权利要求1所述的石墨烯与碳纤维复合材料，其特征在于所述的碳纤维材料为碳纤维丝，碳纤维布，碳纤维管材、碳纤维构件或其它碳纤维制品。

4、按照权利要求2所述的石墨烯与碳纤维复合材料，其特征在于所述的单层石墨烯是指分子骨架由六边形晶格排列的单层石墨原子组成，且经过功能化而得到的含有有机官能团的二维平面材料，其厚度分布在0.34到1.4nm之间，平均直径在10nm到20μm之间；多层石墨烯为2到5层的石墨烯，其厚度为0.7到7nm之间，平均直径在10nm到20μm之间。

5、按照权利要求4所述的石墨烯与碳纤维复合材料，其特征在于所述的石墨烯中的有机官能团是羧基、羟基、环氧键、磺酸基、苯基异氰酸酯、噻吩、吡咯、苯胺和/或含6到18个碳的长链烷基官能团至少一种；所含有机官能团的摩尔百分比为5％～30％。

6、一种石墨烯与碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于包括的步骤：

1)制备单层石墨烯、多层石墨烯或它们的混合的石墨烯的水溶液或有机溶剂的溶液；

2)将步骤1)的石墨烯溶液涂覆在碳纤维材料的表面形成薄膜，干燥；

3)再通过焙烧或热压方法，将石墨烯薄膜碳化，获得石墨烯与碳纤维复合材料；

4)根据需要重复步骤2)到3)，进行循环涂覆，直到达到所需厚度。

7、按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述的石墨烯的水溶液或有机溶液的质量浓度为：0.1—10％。

8、按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述的涂覆方法是喷涂或浸泡；所述的浸泡时间为1—24小时。

9、按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述的焙烧温度为250—1500℃，焙烧条件为真空或惰性气体环境，时间为1—10小时。

10、按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述的热压方法为：将表面涂覆石墨烯的碳纤维制品放入模具中，用热压机热压成形，热压温度为250—400℃，时间为1—6小时。