[發(fā)明專利]一種多級孔結構的石墨烯纖維及其制備與用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310541262.4
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103588196A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 騫偉中;崔超婕;魏飛
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04;B01J20/20;B01J20/30;H01G11/24
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

1.一種多級孔結構的石墨烯纖維，其特征在于，所述多級孔結構的石墨烯纖維的外徑為0.01～100μm，長徑比為20：1～2000：1，比表面積為500～2800m²/g。

2.一種制備權利要求1所述多級孔結構的石墨烯纖維的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：將無機物模板置于反應器中，在載氣中升溫至500-1200℃；

步驟2：通入含碳元素的工藝氣體，在同溫度下分解，并沉積在無機物模板上，得到碳與無機物模板的混合物，反應0.01-2小時后，關閉工藝氣體，在氫氣與惰性氣體保護下降至室溫；

步驟3：將固體產物取出，用0.1-0.5mol/L的鹽酸或硝酸在5-90℃下處理0.1-4小時，之后過濾并用去離子水洗滌至中性、干燥后得到最終產品。

3.根據(jù)權利要求2所述制備多級孔結構的石墨烯纖維的方法，其特征在于，所述無機物模板的成分為水合碳酸鎂、水合硫酸鎂、氧化鎂、氮化鎂、水合氯化鎂、六氨氯化鎂、水合氫氧化鎂、氫氧化鎂、堿式碳酸鎂、堿式次氯酸鎂、氯酸鎂、碳酸鋅、硫酸鋅、氫氧化鋅或者氧化鋅，其直徑和長徑比與所述多級孔結構的石墨烯纖維相同。

4.根據(jù)權利要求2所述制備多級孔結構的石墨烯纖維的方法，其特征在于，所述載氣為氫氣、氮氣、氬氣、氦氣、CO、CO₂或水蒸汽中的一種或以任意比例混合的多種。

5.根據(jù)權利要求2所述制備多級孔結構的石墨烯纖維的方法，其特征在于，所述含碳元素的工藝氣體為氫氣、碳源與惰性氣體的混合物，三者體積比為（1-5）：（1-5）：（1-5），碳源為C₁-C₈有機化合物中任一種或以任意比例混合的多種，惰性氣體為氬氣、氦氣或氮氣中的一種或以任意比例混合的多種。

6.根據(jù)權利要求2所述制備多級孔結構的石墨烯纖維的方法，其特征在于，所述惰性氣體為氬氣、氦氣或氮氣中的一種或以任意比例混合的多種。

7.根據(jù)權利要求2所述制備多級孔結構的石墨烯纖維的方法，其特征在于，所述在5-90℃下處理是將所有的固體泡在酸中，使能夠溶于酸的物質溶解。

8.根據(jù)權利要求2所述制備多級孔結構的石墨烯纖維的方法，其特征在于，所述反應器包括：固定床，流化床與移動床。

9.權利要求1所述多級孔結構的石墨烯纖維用作超級電容器的電極材料的用途。