[发明专利]一种具有吸音和音频识别功能的石墨烯气凝胶及其应用

权利要求书

1.一种具有吸音和音频识别功能的石墨烯气凝胶，其特征在于：所述石墨烯气凝胶是采用如下方法制备得到的，

对氧化石墨烯、还原剂和发泡剂的混合溶液进行搅拌发泡，使发泡后体积为发泡前体积的1.5～2.5倍；将发泡后的混合物装入模具中，先在50℃～90℃下加热还原，待混合物变成黑色的块状且与模具内壁分离时向模具中加入体积不小于黑色块状体积的水，继续加热还原反应8h～10h，然后在-20℃～-10℃下冷冻结冰，再在50℃以下解冻，得到部分还原氧化石墨烯水凝胶；按照所需压缩程度对部分还原氧化石墨烯水凝胶进行机械压缩，之后先置于60℃以下干燥，再置于180℃～220℃下退火处理不少于4h，得到所述石墨烯气凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种具有吸音和音频识别功能的石墨烯气凝胶，其特征在于：所述混合溶液中，氧化石墨烯的浓度为5mg/mL～14mg/mL。

3.根据权利要求1所述的一种具有吸音和音频识别功能的石墨烯气凝胶，其特征在于：所述还原剂选用L-抗坏血酸，还原剂与氧化石墨烯的质量比为(1.9～3):1；所述发泡剂选用辛癸基烷基糖苷、吐温或十二烷基硫酸钠，发泡剂与还原剂的质量比为1：(1.2～3.5)。

4.根据权利要求1所述的一种具有吸音和音频识别功能的石墨烯气凝胶，其特征在于：以1.5℃/min～4℃/min的升温速率将温度升至180℃～220℃。

5.根据权利要求1所述的一种具有吸音和音频识别功能的石墨烯气凝胶，其特征在于：所述模具的材质为玻璃或塑料。

6.一种石墨烯气凝胶吸音材料，其特征在于：所述吸音材料为权利要求1至5任一项所述石墨烯气凝胶，所述吸音材料在需要吸音的宽频段内出现一个显著吸声峰实现单频段吸声；

或者，所述吸音材料是由N块权利要求1至5任一项所述石墨烯气凝胶叠加组合而成的，其中N块石墨烯气凝胶的厚度相同但压缩程度不同，所述吸音材料在需要吸音的宽频段内出现N个显著吸声峰实现多频段吸声，N为大于等于2的整数；

或者，所述吸音材料是由N块权利要求1至5任一项所述石墨烯气凝胶叠加组合而成的，其中N块石墨烯气凝胶的压缩程度相同但厚度不同，所述吸音材料在需要吸音的宽频段内出现N个显著吸声峰实现多频段吸声，N为大于等于2的整数。

7.根据权利要求6所述的一种石墨烯气凝胶吸音材料，其特征在于：所述需要吸音的宽频段的频段范围为2000Hz～6000Hz。

8.根据权利要求6所述的一种石墨烯气凝胶吸音材料，其特征在于：采用如下公式对所述吸音材料中出现的1个或N个吸声峰位置进行预测；

(1)所述石墨烯气凝胶的厚度为1cm，压缩因子n_c≥1时：

其中，y为理论吸声峰值，y₀为3352Hz，A₁为2213Hz，n_c为压缩因子，n₀为常数0.80，t₁为常数5.0；

(2)所述石墨烯气凝胶厚度T大于0，压缩因子为2时：

其中，y为理论吸声峰值，y₀为1845Hz，A₁为3227Hz，T为石墨烯气凝胶厚度，T₀为10mm，t₁为常数14.3。

9.一种权利要求1至5任一项所述石墨烯气凝胶在声学识别器件中的应用。

10.根据权利要求9所述石墨烯气凝胶在声学识别器件中的应用，其特征在于：所述声学识别器件包括音频信号发生器、信号放大器、所述石墨烯气凝胶、绝缘基底、电化学工作站以及计算机；

石墨烯气凝胶放置在绝缘基底上，两根导线的一端与石墨烯气凝胶的两端通过导电胶一一对应连接，一根导线的另一端与电化学工作站的两个电极连接，另一根导线的另一端与电化学工作站剩余一个电极连接，电化学工作站并与计算机连接，音频信号发生器与信号放大器连接，信号放大器位于石墨烯气凝胶正上方。