[发明专利]一种多级孔结构的石墨烯纤维及其制备与用途

权利要求书

1.一种多级孔结构的石墨烯纤维，其特征在于，所述多级孔结构的石墨烯纤维的外径为0.01～100μm，长径比为20：1～2000：1，比表面积为500～2800m²/g。

2.一种制备权利要求1所述多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将无机物模板置于反应器中，在载气中升温至500-1200℃；

步骤2：通入含碳元素的工艺气体，在同温度下分解，并沉积在无机物模板上，得到碳与无机物模板的混合物，反应0.01-2小时后，关闭工艺气体，在氢气与惰性气体保护下降至室温；

步骤3：将固体产物取出，用0.1-0.5mol/L的盐酸或硝酸在5-90℃下处理0.1-4小时，之后过滤并用去离子水洗涤至中性、干燥后得到最终产品。

3.根据权利要求2所述制备多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，所述无机物模板的成分为水合碳酸镁、水合硫酸镁、氧化镁、氮化镁、水合氯化镁、六氨氯化镁、水合氢氧化镁、氢氧化镁、碱式碳酸镁、碱式次氯酸镁、氯酸镁、碳酸锌、硫酸锌、氢氧化锌或者氧化锌，其直径和长径比与所述多级孔结构的石墨烯纤维相同。

4.根据权利要求2所述制备多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，所述载气为氢气、氮气、氩气、氦气、CO、CO₂或水蒸汽中的一种或以任意比例混合的多种。

5.根据权利要求2所述制备多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，所述含碳元素的工艺气体为氢气、碳源与惰性气体的混合物，三者体积比为（1-5）：（1-5）：（1-5），碳源为C₁-C₈有机化合物中任一种或以任意比例混合的多种，惰性气体为氩气、氦气或氮气中的一种或以任意比例混合的多种。

6.根据权利要求2所述制备多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气、氦气或氮气中的一种或以任意比例混合的多种。

7.根据权利要求2所述制备多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，所述在5-90℃下处理是将所有的固体泡在酸中，使能够溶于酸的物质溶解。

8.根据权利要求2所述制备多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，所述反应器包括：固定床，流化床与移动床。

9.权利要求1所述多级孔结构的石墨烯纤维用作超级电容器的电极材料的用途。