[发明专利]一种石墨烯纳米管的制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种石墨烯纳米管的制备方法，所述方法包括以下步骤：将氧化石墨烯置于溶剂中超声分散，得到氧化石墨烯分散液，加入溶质获得混合溶液，在特定条件下进行电纺、预氧化、碳化后，采用氨气处理最终得到石墨烯纳米管。本发明制得的石墨烯纳米管有着优异的场发射效应性能，其开启电场为0.21V/μm，阈值电场为0.42V/μm，在制备智能开关器件中有较大的应用价值。 1

主权项

1.一种石墨烯纳米管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

1)将氧化石墨烯置于溶剂中超声分散2～3h，得到氧化石墨烯分散液，在氧化石墨烯分散液中加入溶质，并在65℃的水浴条件下搅拌24小时，其中，氧化石墨烯与溶质的质量比为1/11～1/5，氧化石墨烯和溶质的总质量浓度范围为10％～15％；

2)将步骤1)制得的溶液在静电纺丝装置中制备纳米复合纤维原丝，静电纺丝条件为：电压为25kv，针头距离基底的距离为25cm，溶液进给速率为1ml/h；

3)将步骤2)制得的纳米复合纤维原丝在220～240℃的温度下预氧化100～120分钟，然后在惰性气氛保护下升温至950～1050℃后，通入氨气进行反应30～60分钟，反应结束后关闭氨气并通入惰性气体，随炉冷却，即制得石墨烯纳米管。

2.根据权利要求1所述的石墨烯纳米管的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯由微晶石墨制备而成。

3.根据权利要求1所述的石墨烯纳米管的制备方法，其特征在于，步骤1)中，当溶剂为N,N‑二甲基甲酰胺或N,N‑二甲基乙酰胺或二者的任意比例混合物时，所述溶质为聚丙烯腈。

4.根据权利要求1所述的石墨烯纳米管的制备方法，其特征在于，步骤1)中，当溶剂为水时，所述溶质为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基纤维素中的任一种。

5.根据权利要求1所述的石墨烯纳米管的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氩气、氦气中任一种。

6.权利要求1～5中任一项权利要求所述的制备方法制得的石墨烯纳米管在制备智能开关器件中的应用。