[发明专利]一种石墨烯骨架多孔纳米纤维的制备方法

摘要

本发明公开了一种具有石墨烯骨架的多孔纳米纤维的制备方法。采用金属无机盐或者纳米金属氧化物颗粒与水溶性高分子配制成混合水溶液，通过静电纺丝得到纳米纤维，再经过高温处理和酸洗去除模板得到具有石墨烯骨架的多孔纳米纤维。本发明所涉及的方法过程简单、成本低廉，清洁环保，所得的石墨烯骨架多孔纳米纤维具有较高的比表面积和高的孔隙率，石墨烯结构发育完整，其在储能、吸附、传感、过滤等领域具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种石墨烯骨架多孔纳米纤维的制备方法，其特征在于其制备过程包括以下具体步骤：(1)将水溶性金属盐或金属氧化物的纳米颗粒配制成水溶液或者悬浮液，高速搅拌下在一定温度下加入水溶性高分子，配制成溶液或分散均匀的悬浮液;(2)将所得纺丝液进行静电纺丝，得到有机无机复合纳米纤维;(3)将所得复合纳米纤维在惰性气氛下进行高温处理，去除后进行酸洗得到具有石墨烯骨架结构的多孔纳米纤维；所述步骤(1)中高分子溶解的温度为60‑100℃，搅拌2‑5小时，金属氧化物纳米颗粒的尺寸为10‑50nm；所述步骤(2)中静电纺丝工艺参数为：电压10‑30kV，距离为10‑20cm，环境温度为25‑30℃，湿度为30‑60％，纺丝之前纺丝液需静置2‑10h；所述步骤(3)中惰性气氛为氩气或氦气或氩气/氢气混合气或氦气/氩气混合气或氨气，处理温度为800‑1500℃，处理时间1‑5h，所用酸为盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸的稀溶液或其混合酸；其中，水溶性高分子与水的比例为：3∶97‑12∶88，金属盐与高分子的质量比例为：3∶1‑1∶1，金属氧化物与高分子的质量比例为：4∶1‑1∶1，所得纤维直径为100‑600nm，纤维具有多孔结构，骨架为发育较好的若干层石墨烯结构，孔隙率达到50‑90％，比表面积达到100‑800m2/g，中孔率大于60％。