[发明专利]一种自融合石墨烯纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种自融合石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将氧化石墨烯纤维真空干燥；

（2）将干燥后的纤维在溶剂中浸泡，使纤维被充分浸润溶胀；

（3）将2根以上纤维同时从溶剂中提出，在溶剂-空气界面处，纤维由于受到溶剂的表面张力作用而自发融合；

（4）将自融合的纤维干燥后，进行还原，得到自融合石墨烯纤维。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的氧化石墨烯纤维通过干法或湿法纺丝制备得到；其中纺丝液的溶剂为水、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇、二甘醇、吡啶、乙酸乙酯、二氧六环、丁酮、异丙醇；湿法纺丝的凝固液为氢氧化钠的甲醇溶液、氢氧化钠的乙醇溶液、氢氧化钾的甲醇溶液、氢氧化钾的乙醇溶液、氢氧化钠的水溶液、硫酸钠的水溶液、氯化钠的水溶液、氯化钙的水溶液、硝酸钠的水溶液、硝酸钙的水溶液、磷酸钠的水溶液、氯化钾的水溶液、氯化铵的水溶液、氨水、水乙醚、乙醇、乙酸乙酯、丙酮或这些溶液的混合液。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中真空干燥的温度为室温~100℃，时间为1~10 h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的溶剂为：水、甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、二甘醇等醇类、甲酸、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、丙烯酸、丙酮、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、吡啶、二氧六环、氯化钠的水溶液、氯化钙的水溶液、硝酸钠的水溶液、硝酸钙的水溶液、磷酸钠的水溶液、氯化钾的水溶液、氯化铵的水溶液、氢氧化钾的水溶液、氢氧化钠的水溶液或这些溶液的混合液。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在溶剂中的浸泡时间≥0.1 s。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还原方法为使用化学还原剂进行还原或100~3000 ℃热还原，所述化学还原剂选自：氢碘酸、水合肼、维他命C、硼氢化钠。

7.一种权利要求1所述方法制备得到的自融合石墨烯纤维，其特征在于，所述自融合石墨烯纤维直径≥1μm，由多根石墨烯纤维融合而成，石墨烯片沿轴向定向排列，片层间距≤1nm ，密度≥0.8 g/cm³；纤维表面具有轴向沟槽。

8.根据权利要求7所述的自融合石墨烯纤维，其特征在于，所述自融合石墨烯纤维直径≥100μm。

9.根据权利要求7所述的自融合石墨烯纤维，其特征在于，所述自融合石墨烯纤维直径≥1000μm。