[发明专利]石墨烯碳纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种制备石墨烯碳纤维的方法，其中，包括：

(1)将含有氧化石墨烯的二甲基甲酰胺分散液或二甲基亚砜分散液与聚丙烯腈粉末和桥连剂混合，充分搅拌，隔绝空气室温放置溶胀，然后搅拌状态加热溶解，配制聚丙烯腈-氧化石墨烯纺丝液；

(2)将所述聚丙烯腈-氧化石墨烯纺丝溶液计量挤出喷丝板，在含有乙醇、水、二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的至少一种溶液中成纤，再进行牵伸、水洗、上油、干燥和卷绕，得到聚丙烯腈-氧化石墨烯原丝；

(3)将所述聚丙烯腈-氧化石墨烯原丝依次进行预氧化和碳化处理，得到石墨烯碳纤维。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述桥连剂为异氰酸酯。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述异氰酸酯为单异氰酸酯和/或二异氰酸酯。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述异氰酸酯为二异氰酸酯。

5.如权利要求3或4所述的方法，其中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述甲苯二异氰酸酯占所述氧化石墨烯质量的0.1～10％，优选为0.5～3％，所述聚丙烯腈占所述氧化石墨烯质量的20～80％，优选为25～55％。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚丙烯腈-氧化石墨烯纺丝液中的氧化石墨烯为高分散性氧化石墨烯的分散溶液，其质量浓度不低于10％。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚丙烯腈-氧化石墨烯纺丝液的成纤溶液为含有乙醇、水和二甲基甲酰胺的混合物溶液，其中，所述混合溶液中，所述乙醇、所述水和所述二甲基甲酰胺的质量比为(60～80):(10～20):(10～20)，成纤溶液温度为2～25℃；

任选的，所述聚丙烯腈-氧化石墨烯纺丝液的成纤溶液为含有乙醇、水和二甲基亚砜的混合物溶液，其中，所述混合溶液中，所述乙醇、所述水和所述二甲基亚砜的质量比为(60～80):(10～20):(10～20)，成纤溶液温度为2～25℃。

9.如权利要求1所述的方法，其中，进一步包括：

(4)将所述石墨烯碳纤维进行石墨化处理。

10.一种石墨烯碳纤维，其中，所述石墨烯碳纤维是采用权利要求1-9中任一项所述方法制备得到的。