[发明专利]一种具有取向结构的石墨烯水凝胶膜电极

权利要求书

1.一种具有取向结构的石墨烯水凝胶膜电极，其特征在于石墨烯片在石墨烯水凝胶膜电极中呈取向排列，所有石墨烯片均垂直于石墨烯水凝胶膜电极的横截面，石墨烯片之间相互搭接形成2nm-5μm的孔，石墨烯水凝胶膜电极的厚度为100nm到1000μm，含水量为0%到500%，导电率为10^-9 S/m到10⁷ S/m，比表面积为10-1000m²/g；具体制备方法包括以下步骤：

1）将1重量份的氧化石墨烯，50-200重量份的水混合，超声分散后得到氧化石墨烯的水分散液；

2）将步骤1)得到的氧化石墨烯的水分散液，以10～1000 mL/h的挤出速度在一字形模口的装置中挤出到凝固液中，停留1～100s凝固成氧化石墨烯水凝胶膜；

3）将1重量份的步骤2)得到的氧化石墨烯水凝胶膜用1～200重量份的还原剂，在60～120℃下进行化学还原1min～24h，用水清洗后得到具有取向结构的石墨烯水凝胶膜电极；或将1重量份的步骤2)得到的氧化石墨烯水凝胶膜置入到水热釜中120-250℃水热还原1-36h，用水清洗后得到具有取向结构的石墨烯水凝胶膜电极；

步骤2）中所述的一字形模口的装置为长方体结构，中间开有一个逐渐变窄的一字形模口。

2.如权利要求1所述的一种具有取向结构的石墨烯水凝胶膜电极，其特征在于步骤2）中所述的凝固液为氯化钙水溶液、氢氧化钠水溶液、硫酸钠水溶液、硝酸钠水溶液、硝酸钙水溶液、磷酸钠水溶液、氯化铵水溶液、氨水、丙酮、甲醇、四氢呋喃或乙酸乙酯中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种具有取向结构的石墨烯水凝胶膜电极，其特征在于步骤3）中所述的还原剂为肼、甲基肼、苯肼、NaOH、KOH，氨水，氢碘酸、抗坏血酸、葡萄糖、硼氢化钠或氢醌的一种或多种。