[发明专利]一种基于石墨烯的可折叠电热膜器件

权利要求书

1.一种基于石墨烯的可折叠电热膜器件，其特征在于，包括发热元件、保护膜和两个截流体，所述保护膜位于发热元件的上下两侧，两个截流体分别与发热元件的两端相连；所述保护膜为PDMS膜，截流体为金属电极；发热元件为柔性石墨烯膜，通过以下方法制备得到：

（1）将平均尺寸大于100μm的氧化石墨烯配制成浓度为6~30mg/mL氧化石墨烯水溶液，在溶液中加入质量分数0.1-5%的助剂，所述助剂为无机盐、有机小分子或高分子；超声分散后，倒在模具板上烘干成氧化石墨烯膜，然后用还原剂进行还原；

（2）将还原后的石墨烯薄膜在惰性气体氛围下先以0.1-1℃/min的速率升温到500-800℃，保温0.5-2h；

（3）在惰性气体氛围下以1-3℃/min的速率升温到1000-1300℃，保温0.5-3h；

（4）在惰性气体氛围下以5-8℃/min的速率升温到2500-3000℃，保温0.5-4h，自然降温后即可得到多孔石墨烯薄膜；

（5）将石墨烯薄膜在高压下压制即可得柔性石墨烯膜；

所述步骤1中平均尺寸大于100 μm的氧化石墨烯通过以下方法得到：

（1.1）将Modified-Hummer法获得的氧化石墨片的反应液稀释后，于140目的网筛进行过滤，得到过滤产物；

（1.2）将步骤1.1获得的过滤产物与冰水按照体积比1：10混合均匀后，静置2h，逐滴加入双氧水，直到混合液的颜色不再改变；

（1.3）向步骤1.2处理后的混合液中逐滴加入浓盐酸，直到絮状的氧化石墨消失，再用140目的网筛过滤出氧化石墨晶片；

（1.4）将步骤1.3获得的氧化石墨晶片置于摇床中，20~80转/min，震荡洗涤，使得氧化石墨晶片剥离，得到无碎片超大片的氧化石墨烯，分布系数在0.2-0.5之间。

2.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述的无机盐为碳酸氢铵；有机小分子选自甘油、尿素、硫脲、偶氮二甲酰胺、丙烯酸乳液；高分子选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、纤维素、明胶、壳聚糖、水性聚氨酯。

3.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述的还原剂包含水合肼、胺类、抗坏血酸、碘化氢。

4.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述的压制过程压力为50-200MPa，时间为6-300 h。

5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述步骤1.1中的Modified-Hummer法具体为：在-10℃下，将高锰酸钾充分溶解于质量分数为98%的浓硫酸中，加入石墨，60转/分钟搅拌2h后停止搅拌，在-10-20℃的低温下反应6-48h，得到宽分布的氧化石墨片反应液；所述的石墨、高锰酸钾与浓硫酸质量体积比为：1 g：2-4g：30-40ml，石墨的粒度大于150μm。

6.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述网筛为钛合金耐酸网筛。

7.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述步骤1.1中，氧化石墨片的反应液通过浓硫酸稀释剂进行稀释，稀释剂的体积为反应液体积的1-10倍。