[发明专利]一种自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料及其制备方法

权利要求书

1.一种自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料，其特征在于，自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料由单层至若干层还原氧化石墨烯片相互连接并卷绕成还原氧化石墨烯卷，所述还原氧化石墨烯卷之间相互交叠搭接成自支撑三维多孔网络结构；所述自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料含有添加剂，具有一定的形状和柔性，能够被加工或者切割成任意形状；所述添加剂可以为单糖、双糖或多糖中的一种或几种；

所述还原氧化石墨烯卷可具有不同的还原程度，所述还原氧化石墨烯卷的构成元素为碳、氢和氧，碳与氧的质量比可以调控；

所述还原氧化石墨烯卷网络材料的孔隙率可调；

所述还原氧化石墨烯卷网络材料的密度可调；

所述还原氧化石墨烯卷网络材料的直径可调；

所述还原氧化石墨烯卷网络材料的长径比可调，其中，L为石墨烯卷网络两节点之间的卷的长度，d为石墨烯卷的直径；

所述添加剂被部分热解或被完全碳化为无定形碳，并且作为“泥”包覆或部分包覆在完全还原或部分还原的氧化石墨烯片层表面，同时填充或部分填充在还原或部分还原的氧化石墨烯片层之间的缝隙处，形成“砖泥结构”，使得纳米卷能够保持自支撑三维网络结构。

2.根据权利要求1所述的自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料，其特征在于，

所述还原氧化石墨烯卷是部分还原的还原氧化石墨烯卷和/或完全还原的还原氧化石墨烯卷，氧元素的含量≤1％。

3.根据权利要求1所述的自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料，其特征在于，所述还原氧化石墨烯卷网络材料的孔隙率为10-99％；

所述还原氧化石墨烯卷网络材料的密度小于10mg/cm³；

所述还原氧化石墨烯卷网络材料的直径为1nm-10μm。

4.根据权利要求1所述的自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料，其特征在于，所述还原氧化石墨烯卷网络材料的长径比大于5。

5.一种应用于权利要求1所述的自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、配置一定质量比例的氧化石墨烯分散液和添加剂的均匀混合的混合溶液；

S2、将所述混合溶液冷冻干燥，得到未还原的氧化石墨烯卷网络材料；

S3、将所述未还原的氧化石墨烯卷网络材料置于保护气体氛围以预定温度处理预定时间，得到自支撑的部分还原或完全还原的氧化石墨烯卷网络材料；

S4、将所述自支撑的部分还原的氧化石墨烯卷网络材料进行预定程度的重复清洗后，进行冷冻干燥处理；得到含有低添加剂含量的自支撑部分还原氧化石墨烯卷网络材料；

所述自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料含有所述添加剂，具有一定的形状和柔性，能够被加工或者切割成任意形状；

所述还原氧化石墨烯卷可具有不同的还原程度，所述还原氧化石墨烯卷的构成元素为碳、氢和氧，碳与氧的质量比可以调控；

所述还原氧化石墨烯卷网络材料的孔隙率可调；

所述还原氧化石墨烯卷网络材料的密度可调；

所述还原氧化石墨烯卷网络材料的直径可调；

所述还原氧化石墨烯卷网络材料的长径比可调，其中，L为石墨烯卷网络两节点之间的卷的长度，d为石墨烯卷的直径；

所述添加剂可以为单糖、双糖或多糖中的一种或几种；

所述混合溶液中氧化石墨烯的浓度为0.5mg/ml或1mg/ml；所述添加剂的浓度为0.25mg/ml或0.5mg/ml或1mg/ml。

6.根据权利要求5所述自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料的制备方法，其特征在于，S1步骤中，所述氧化石墨烯分散液与添加剂的质量比例可调；

所述质量比例为1:10-10:1。

7.根据权利要求5所述的自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料的制备方法，其特征在于，

所述单糖为葡萄糖、果糖和半乳糖中的一种或几种；

所述双糖为蔗糖、乳糖和麦芽糖中的一种或几种；

所述多糖为糖原和淀粉中的一种或几种。