[发明专利]一种基于自支撑还原氧化石墨烯卷的复合材料及制备方法

权利要求书

1.一种基于自支撑还原氧化石墨烯卷的复合材料，其特征在于，预定材料均匀地分布在所述自支撑还原氧化石墨烯卷上，自支撑还原氧化石墨烯卷与所述预定材料的复合网络结构为由表面分布了所述预定材料的自支撑还原氧化石墨烯卷相互交叠搭接成的自支撑三维多孔网络结构；基于自支撑还原氧化石墨烯卷的复合材料具有一定的形状和柔性，可被加工或者切割成任意形状；

所述自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料的孔隙率可调；

所述自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料的密度可调；

所述自支撑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L/d可调；

所述自支撑还原氧化石墨烯卷为部分还原或完全还原的氧化石墨烯卷，所述自支撑还原氧化石墨烯卷的构成元素中的碳与氧的质量比可调控；

所述自支撑还原氧化石墨烯卷与预定材料的复合网络材料中预定材料的质量分数可调；

所述自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料的孔隙率为10-99％；

所述自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料的密度为小于10mg/cm³；

所述自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料的直径为1nm-10μm；

所述还原氧化石墨烯卷网络材料的长径比L/d在5-500；

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；

所述自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料的制备溶液中含有添加剂；所述添加剂为糖类化合物；

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与片层之间的缝隙处，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所述的基于自支撑还原氧化石墨烯卷的复合材料，其特征在于，所述预定材料是有机、无机材料或者二者的混合材料；其中，

所述有机材料包括导电高聚物、碳纳米材料；

所述无机材料包括硫、硅、碳纳米材料以及多种氧化物。

3.一种基于自支撑还原氧化石墨烯卷的复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

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、将所述溶液冷冻干燥后，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在预定温度下处理预定时间，得到部分还原或完全还原的氧化石墨烯卷网络材料；

S4、配置水与有机溶剂混合溶液，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；

S5、将预定材料溶于预定溶剂配置成预定材料混合液，将所述含有低添加剂含量的自支撑部分还原或完全还原氧化石墨烯卷网络材料浸入所述预定材料混合液中后取出；待去除预定溶剂后，置于惰性气体中封装，在预定温度下处理预定时间后取出，即制得自支撑还原氧化石墨烯卷与预定材料复合的网络结构材料；所述自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料的孔隙率可调；

所述自支撑还原氧化石墨烯卷网络材料的密度可调；

所述自支撑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L/d可调；

所述添加剂为糖类化合物；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与片层之间的缝隙处，形成“砖泥结构”，使得纳米卷能够保持自支撑三维网络结构。

4.根据权利要求3所述的基于自支撑还原氧化石墨烯卷的复合材料的制备方法，其特征在于，所述预定材料是有机、无机材料或者二者的混合材料；

所述有机材料包括导电高聚物、碳纳米材料中的一种或多种；

所述无机材料包括硫、硅、碳纳米材料以及多种氧化物中的一种或两种以上。