[发明专利]一种模压成型石墨烯无纺布的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工工艺领域，涉及一种模压成型石墨烯无纺布的制备方法。

背景技术

石墨烯纤维为代表的的碳基纤维由于优异的导电、导热、透过性、柔性以及防火、轻量等优点而在功能性织物、储能器件以及环境治理等领域备受关注。石墨烯纤维相互作用较差，导致织物性能难以达到单根石墨烯纤维的水平。石墨烯纤维无纺布是由随机取向排列的石墨烯短纤维组成，多孔，质轻。其最大创新性在于：利用湿法熔融组装方法使石墨烯纤维相互熔合在一起，极大地增强了纤维之间的相互作用。与单根纤维相比，织物的性能显着降低，特别是对于对界面敏感的导电和导热性。

本发明将石墨烯无纺布和模压成型相结合，获得所需要的石墨烯纺织物，可以应用在电子器件、医疗保健、空气净化、污水处理、军事等领域。

发明内容

本发明提供了一种模压成型石墨烯无纺布的制备方法。

本发明的具体技术方案包括以下步骤：

(1)氧化石墨烯纤维的预处理

将氧化石墨烯纤维按1％～10％的浓度溶于水中，并用玻璃棒搅拌均匀。将搅拌均匀后的液体用1L～3L的去离子水抽滤并干燥，干燥时间为10～30小时，得到干燥的氧化石墨烯纤维。

(2)氧化石墨烯无纺布的制备

将上一步骤干燥的氧化石墨烯纤维继续溶于水或乙醇溶液中，并用玻璃棒搅拌均匀，进行再分散。将分散液过滤后，通过湿法熔融组装氧化石墨烯纤维，干燥后得到氧化石墨烯无纺布。

(3)模压成型石墨烯无纺布的制备

将上一步骤得到的氧化石墨烯无纺布通过高温退火或还原，退火温度为2500℃～3500℃，得到石墨烯无纺布。利用模压成型工艺将该无纺布模压成预设的织物形状。

本发明提供的一种模压成型石墨烯无纺布的制备方法具有下述特征和优点：模压成型的石墨烯无纺布相比目前单根石墨烯纤维具有更高的导电性和更好的导热性，并且该纺织物的强度和弹性模量也非常大，在功能性织物、存储器件以及环境治理等领域有重要的应用前景。

附图说明

图1是模压成型石墨烯无纺布的制备流程图。

具体实施方式

实施例1

(1)氧化石墨烯纤维的预处理

将氧化石墨烯纤维按5％的浓度溶于水中，并用玻璃棒搅拌均匀。将搅拌均匀后的液体用2L的去离子水抽滤并干燥，干燥时间为24小时，得到干燥的氧化石墨烯纤维。

(2)氧化石墨烯无纺布的制备

将上一步骤干燥的氧化石墨烯纤维继续溶于去离子水中，并用玻璃棒搅拌均匀，进行再分散。将分散液过滤后，通过湿法熔融组装氧化石墨烯纤维，干燥后得到氧化石墨烯无纺布。

(3)模压成型石墨烯无纺布的制备

将上一步骤得到的氧化石墨烯无纺布通过高温退火，退火温度为3000℃，得到石墨烯无纺布。利用纤维料模压法工艺将该无纺布模压成预设的织物形状。

实施例2

(1)氧化石墨烯纤维的预处理：同实施例1

(2)氧化石墨烯无纺布的制备

将上一步骤干燥的氧化石墨烯纤维继续溶于乙醇溶液中，乙醇溶液的浓度为50％，用玻璃棒搅拌均匀，进行再分散。将分散液过滤后，通过湿法熔融组装氧化石墨烯纤维，干燥后得到氧化石墨烯无纺布。

(3)模压成型石墨烯无纺布的制备

将上一步骤得到的氧化石墨烯无纺布通过热还原法进行还原，得到石墨烯无纺布。利用纤维料模压法工艺将该无纺布模压成预设的织物形状。