[发明专利]石墨烯/硅复合物、石墨烯/硅复合物/聚丙烯腈复合纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯/硅/聚丙烯腈复合纤维，其特征是，所述石墨烯/硅/聚丙烯腈复合纤维的拉伸强度大于2.2GPa，拉伸模量大于100GPa，在氮气气氛中的热分解温度为350-430℃；

所述石墨烯/硅/聚丙烯腈复合纤维由以下制备方法制备得到：

(1)取氧化石墨烯或生物质石墨烯，和硅源，在非中性环境下混合分散，使其分散在溶剂中，得到石墨烯/硅复合物分散液；

(2)将步骤(1)得到的石墨烯/硅复合物分散液冷冻、干燥，即得石墨烯/硅复合物；

(3)将经过步骤(2)处理的石墨烯/硅复合物与聚丙烯腈均匀分散在溶剂中，得到纺丝液；

(4)用步骤(3)得到的纺丝液进行纺丝。

2.一种如权利要求1所述的石墨烯/硅/聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征是，具体包括以下步骤：

(1)取氧化石墨烯或生物质石墨烯，和硅源，在非中性环境下混合分散，使其分散在溶剂中，得到石墨烯/硅复合物分散液；

(2)将步骤(1)得到的石墨烯/硅复合物分散液冷冻、干燥，即得石墨烯/硅复合物；

(3)将经过步骤(2)处理的石墨烯/硅复合物与聚丙烯腈均匀分散在溶剂中，得到纺丝液；

(4)用步骤(3)得到的纺丝液进行纺丝。

3.根据权利要求2所述的氧化石墨烯/二氧化硅/聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征是，

步骤(1)中，所述硅源为硅酸钠、偏硅酸钠、二氧化硅中的一种或几种；所述步骤(1)和步骤(3)的溶剂均可独立的选择为DMF或DMAC。

4.根据权利要求3所述的氧化石墨烯/二氧化硅/聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征是，

所述硅源为纳米二氧化硅。

5.根据权利要求2所述的氧化石墨烯/二氧化硅/聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征是，步骤(1)中石墨烯和硅源的质量比为1～6:3。

6.根据权利要求5所述的氧化石墨烯/二氧化硅/聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征是，步骤(1)中石墨烯和硅源的质量比为4:3。

7.根据权利要求2所述的氧化石墨烯/二氧化硅/聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征是，步骤(1)中混合搅拌的温度为10-80℃。

8.根据权利要求2所述的氧化石墨烯/二氧化硅/聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征是，步骤(1)中混合搅拌的时间为1-15h。

9.根据权利要求2所述的氧化石墨烯/二氧化硅/聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征是，所述步骤(1)中石墨烯/硅复合物分散液的质量浓度为0.1-20％。

10.根据权利要求9所述的氧化石墨烯/二氧化硅/聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征是，所述步骤(1)中石墨烯/硅复合物分散液的质量浓度为0.5-5％。

11.根据权利要求10所述的氧化石墨烯/二氧化硅/聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征是，所述步骤(1)中石墨烯/硅复合物分散液的质量浓度为0.5-3％。

12.根据权利要求11所述的氧化石墨烯/二氧化硅/聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征是，所述步骤(1)中石墨烯/硅复合物分散液的质量浓度为1％。

13.根据权利要求2所述的氧化石墨烯/二氧化硅/聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征是，

步骤(2)中冷冻时间为1-48h。

14.根据权利要求13所述的氧化石墨烯/二氧化硅/聚丙烯腈复合纤维的制备方法，其特征是，步骤(2)中冷冻时间为8-32h。