[发明专利]一种芳纶纳米纤维包覆石墨纳米复合薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种芳纶纳米纤维包覆石墨纳米复合薄膜，其特征在于，该复合薄膜是由芳纶纳米纤维包覆石墨纳米片，层层堆叠形成的层状有序纳米复合薄膜；所述复合薄膜在水中长时间浸泡，仍能保持结构完整以及力学性能稳定；长时间在水溶液中浸泡仍保持稳定的离子加速传输性能；能在极端环境即酸、碱和有机溶剂中实现离子加速传输，同时在极端环境中能保持结构完整以及稳定的离子加速传输性能；同时具有突出的绝缘性和导热性能，突出的绝缘性表现为体积电阻率超过10¹⁰Ω.cm，具有突出的导热性能表现为导热系数能够达到41.5W/m.K。

2.根据权利要求1所述的一种芳纶纳米纤维包覆石墨纳米复合薄膜，其特征在于，所述薄膜在水中长时间浸泡指的是在水中浸泡60～120天。

3.根据权利要求1所述的一种芳纶纳米纤维包覆石墨纳米复合薄膜，其特征在于，所述长时间在水溶液中浸泡仍保持稳定的离子加速传输性能指的是将复合薄膜在水溶液中浸泡30～90天后，在浓度小于10^-3mol/L的盐溶液中测试时，复合薄膜的离子电导率仍高于盐溶液本身的离子电导率，并且复合薄膜的离子电导率与浸泡前保持一致。

4.根据权利要求1所述的一种芳纶纳米纤维包覆石墨纳米复合薄膜，其特征在于，所述能在极端环境即酸、碱和有机溶剂中实现离子加速传输，同时在极端环境中能保持结构完整以及稳定的离子加速传输性能中的能保持结构完整指的是复合薄膜在酸、碱和有机溶剂中浸泡30天内仍保持结构完整，稳定的离子加速传输性能指的是复合薄膜浸泡在极端环境溶液中30天后，在极端环境溶液中浓度小于10^-3mol/L低盐浓度测试时，复合薄膜的离子电导率仍高于极端环境溶液本身的离子电导率，并且复合薄膜的离子电导率与浸泡前保持一致。

5.权利要求1至4任一项所述的芳纶纳米纤维包覆石墨纳米复合薄膜的制备方法，其特征在于，将芳纶纳米纤维和石墨片，加入溶剂中配置成混合液，再经过机械处理，在机械力的辅助作用下芳纶纳米纤维对石墨片进行剥离和分散，通过氢键和π-π键作用包覆于石墨纳米片表面的芳纶纳米纤维由于表面负电荷的排斥作用，从而形成均质并稳定的芳纶纳米纤维包覆石墨悬浮液，然后高温下加热并搅拌悬浮液浓缩其浓度，最后刮涂并热压得到芳纶纳米纤维包覆石墨纳米复合薄膜。

6.根据权利要求5所述的芳纶纳米纤维包覆石墨纳米复合薄膜的制备方法，其特征在于，芳纶纳米纤维和石墨片的质量比为(1-9)：(9-1)。

7.根据权利要求5所述的芳纶纳米纤维包覆石墨纳米复合薄膜的制备方法，其特征在于，使用的溶剂为：超纯水、乙醇、异丙醇、甲醇、二甲基亚砜、丙酮、二甲基乙酰胺、环己烷中的一种或任意两种或任意三种。

8.根据权利要求5所述的芳纶纳米纤维包覆石墨纳米复合薄膜的制备方法，其特征在于，芳纶纳米纤维包覆石墨和溶剂的质量比为1：(1-5)。

9.根据权利要求5所述的芳纶纳米纤维包覆石墨纳米复合薄膜的制备方法，其特征在于，机械处理为：机械搅拌、超声波粉碎、球磨、超声波清洗、PFI磨浆中的一种或任意两种；机械处理的时间为0.5-5h。

10.根据权利要求5所述的芳纶纳米纤维包覆石墨纳米复合薄膜的制备方法，其特征在于，热压的温度为50-200℃，热压的压力为1-50MPa。