[发明专利]一种石墨烯基中空纤维的智能制备方法有效

专利信息
申请号: 201611121245.5 申请日: 2016-12-08
公开(公告)号: CN106637514B 公开(公告)日: 2019-03-12
发明(设计)人: 张继中 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: D01F9/12 分类号: D01F9/12;D01F1/08
代理公司: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 柏尚春
地址: 210096*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 石墨烯基 中空纤维 一维材料 智能材料 制备 复合 石墨烯基材料 体积膨胀 表面涂布 体积收缩 涂布石墨 智能 包覆的 可逆 重复 烯基 取出 环保
【说明书】:

发明公开了一种石墨烯基中空纤维的智能制备方法,首次将在环境条件改变时可以可逆发生体积改变的智能材料与一维材料模板结合以形成复合一维材料模板用于制备石墨烯基中空纤维,即在智能材料处于体积膨胀时表面涂布石墨烯基材料,而在随后智能材料处于体积收缩时分离智能材料包覆的复合一维材料模板及石墨烯基材料层,随后取走复合一维材料模板或者取出石墨烯基中空纤维即可获得石墨烯基中空纤维,而取走的复合一维材料模板可以再次通过控制其表面智能材料处于体积膨胀状态而重复涂布石墨烯基材料以重复制备石墨烯基中空纤维。该方法具有方便、廉价、环保、高效的特点,因此有助于石墨烯基中空纤维的进一步推广应用。

技术领域

本发明属于材料领域,涉及一种石墨烯基中空纤维的智能制备方法。

背景技术

石墨烯是一种导电材料,其优异的力学性质(杨氏模量高达1.0TPa)、电学性质(电子迁移率高达106cm2.v-1s-1)、热学性质(热导系数高达5000w.m-1.k-1)、光学性质(单层石墨烯的可见光吸收仅有2.3%和优异的锁模特性),超大的理论比表面积(2630m2.g-1)及单片层结构赋予其独特的化学和电化学活性使得石墨烯在电子、信息、能源、材料和生物医药等领域具有重大的应用前景。由石墨烯构建的石墨烯中空纤维在保持石墨烯固有特性的基础上还具有良好的柔韧性,较高的表面积,因而在包括电极材料、储能材料、催化材料等领域有着潜在应用价值并受到人们的高度关注。目前人们主要开发了以铜线上沉积石墨烯然后牺牲铜线法及还原氧化石墨烯通过同轴纺丝法制备石墨烯中空纤维,然而这两种方法存在的牺牲法价格昂贵及同轴纺丝法因为需要氧化石墨烯与凝固材料结合产生较大的体积变化而表面较为粗糙的问题,因此迫切需要开发新的石墨烯中空纤维的技术。本申请首次在国际上提出基于一维材料模板表面固定智能材料层形成表面包覆智能材料层的一维材料模板后再在智能材料体积膨胀条件下在其表面涂布石墨烯基材料层形成复合一维材料,然后在智能材料体积收缩条件下分离一维材料模板及石墨烯基壳层并将一维材料模板取走或者取出石墨烯基壳层而获得石墨烯基中空纤维。该技术利用智能材料环境条件变化会可逆导致体积变化的特点结合石墨烯基材料环境条件变化时体积变化小的特点,用以可逆结合及分离石墨烯基材料从而制备石墨烯基中空纤维具有方便、廉价、环保、高效的特点,因此有助于石墨烯基中空纤维的进一步发展和应用。

发明内容

技术问题:本发明的目的是提供一种石墨烯基中空纤维的智能制备方法,该方法具有方便、廉价、环保、高效的特点,因此有助于石墨烯基中空纤维的进一步发展和应用。

技术方案:本发明的一种石墨烯基中空纤维的智能制备方法是:首先制备石墨烯基材料溶液,然后选取智能材料及一维材料模板,随后将智能材料固定在一维材料模板表面以形成复合一维材料模板,然后将所述石墨烯基材料溶液涂布在智能材料处于体积膨胀状态下的复合一维材料模板表面,随后改变环境条件使得智能材料处于体积收缩状态而与石墨烯基材料层分离,然后将一维材料模板取走或者取出石墨烯基壳层而获得石墨烯基中空纤维。

其中:

所述石墨烯基材料是指石墨烯及其衍生物。

所述智能材料是在环境条件改变时可逆发生体积改变的材料。

所述环境条件是指环境温度或者环境PH值。

所述智能材料是温度敏感材料或PH敏感材料。

所述一维材料模板是指纤维或者管材。

所述溶液涂布是指将通过浸涂或者喷涂而将选定材料涂布至选定一维材料模板表面并随后干燥。

所述将智能材料固定在一维材料模板表面是指通过智能材料与一维材料模板间的物理吸附或者化学作用而将智能材料固定在一维材料模板表面。

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