[发明专利]高性能石墨烯/纤维素复合水凝胶和气凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能石墨烯/纤维素复合水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)将氧化石墨加入到离子液体中，超声分散，得到氧化石墨烯的离子液体溶液；并制备质量分数为4％～6wt％的纤维素离子液体溶液；

(2)将还原剂加入到氧化石墨烯离子液体溶液中，80～100℃，还原2-24h，得到还原氧化石墨烯离子液体混合液；

(3)再将还原氧化石墨烯离子液体混合液与纤维素离子液体溶液混合；

(4)将所得到的最终混合液进行脱泡，用凝固浴再生，洗涤，得到石墨烯/纤维素复合水凝胶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离子液体为BmimCl，所述氧化石墨经过Hummers或改进的Hummers法制备得到。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述还原剂为抗坏血酸或水合肼。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)脱泡的方法包括50～60℃，80～100W的超声脱泡、50～60℃，放置一夜的真空脱泡、离心脱泡，或直接在50～60℃的烘箱里直接静置脱泡；所述再生用凝固浴为水、无水乙醇、丙酮、5wt％H₂SO₄、3wt％HOAc、5wt％H₂SO₄/5wt％Na₂SO₄、5wt％Na₂SO₄或5wt％(NH₄)₂SO₄。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离子液体先在80～110℃油浴中溶解，加入氧化石墨后，磁力搅拌15-20min；所述超声条件分散用超声波清洗器或者细胞破碎仪超声分散，超声波清洗器的参数条件为：50～60℃，80～100W超声2～4h；细胞破碎仪的参数条件为30～60℃，400～600W超声10～30min。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，步骤(3)氧化石墨烯的离子液体溶液中，氧化石墨和离子液体的质量比为1％～3％；氧化石墨和纤维素的质量比为0.1％～50％。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，步骤(1)纤维素离子液体溶液的制备方法：将离子液体在80～110℃油浴中溶解，纤维素按质量分数为5％加入，通氮气4～5min，80～110℃加热，搅拌，直到纤维素完全溶解。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的纤维素是棉短绒、针叶木纸浆、阔叶木纸浆或微晶纤维素，其中棉短绒、针叶木纸浆、阔叶木纸浆在使用前经过球磨，磨成粉末状。

9.一种高性能石墨烯/纤维素复合气凝胶的制备方法，其特征在于，将权利要求1～8任一项制备的水凝胶干燥后，得到复合气凝胶。

10.一种高性能石墨烯/纤维素复合水凝胶，其特征在于，它是由权利要求1～8任意一项所述方法制备得到的。