[發(fā)明專利]一種石墨烯泡沫及其制備方法、石墨烯碳復(fù)合材料及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910643668.0 | 申請(qǐng)日： | 2019-07-17 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN110357076A | 公開（公告）日： | 2019-10-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 周步存;周仁杰;盧靜 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 常州富烯科技股份有限公司 |
| 主分類號(hào)： | C01B32/184 | 分類號(hào)： | C01B32/184;C01B32/194;C09K5/14 |
| 代理公司： | 北京世衡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11686 | 代理人： | 肖淑芳 |
| 地址： | 213100 江蘇省常州*** | 國(guó)省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 石墨烯 碳復(fù)合材料 制備 導(dǎo)熱性能 石墨烯層 碳材料 填充 | ||
1.一種石墨烯泡沫，其特征在于：所述石墨烯泡沫的密度為0.1-1.0g/cm3，優(yōu)選0.15-0.4g/cm3；
優(yōu)選地，所述石墨烯泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)為100-1000W/m·k，優(yōu)選150-350W/m·k。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯泡沫，其特征在于：所述石墨烯泡沫的形狀包括板狀、圓柱體或圓筒狀；
優(yōu)選地，板狀的石墨烯泡沫厚度為0.1-300mm，優(yōu)選0.1-100mm，進(jìn)一步優(yōu)選0.2-5mm；
優(yōu)選地，圓柱體的石墨烯泡沫最大直徑為100-500mm，優(yōu)選200-500mm；
優(yōu)選地，圓筒狀的石墨烯泡沫外徑為100-500mm，優(yōu)選200-500mm；
優(yōu)選地，圓筒狀的石墨烯泡沫的側(cè)壁厚度為4-100mm，優(yōu)選30-50mm。
3.一種石墨烯泡沫的制備方法，其特征在于：將氧化石墨烯膜制備成片或卷材，再進(jìn)行高溫處理，得到石墨烯泡沫；
優(yōu)選地，所述氧化石墨烯膜為面內(nèi)定向組裝排列的氧化石墨烯膜；
優(yōu)選地，所述高溫處理的方法為：將氧化石墨烯膜放入高溫爐內(nèi)，升溫至1000-3000℃；
優(yōu)選地，所述升溫的速率為0.02-10℃/min；
進(jìn)一步優(yōu)選地，高溫爐內(nèi)溫度在400℃以下時(shí)，升溫速率為0.02-0.5℃/min，優(yōu)選0.05-0.1℃/min；溫度大于400℃且在1500℃以下時(shí),升溫速率為2-10℃/min；溫度大于1500℃時(shí)，升溫速率為2-4℃/min；
優(yōu)選地，高溫爐內(nèi)溫度在400℃以下時(shí)，高溫爐內(nèi)的氣體為空氣；溫度在大于400℃且在1500℃以下時(shí)，將空氣置換為氮?dú)猓粶囟却笥?500℃時(shí)，將氮?dú)庵脫Q為氬氣；
優(yōu)選地，所述高溫處理的時(shí)間為1-2h；
優(yōu)選地，所述高溫處理時(shí)，對(duì)氧化石墨烯膜施加1-100KPa的壓力，優(yōu)選30-60KPa。
4.一種石墨烯碳復(fù)合材料，其特征在于：包括石墨烯和填充在石墨烯層間的碳材料；
優(yōu)選地，所述石墨烯碳復(fù)合材料的密度為1.0-2.2g/cm3；
優(yōu)選地，所述石墨烯碳復(fù)合材料中石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-80wt％，碳材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-95wt％；
優(yōu)選地，所述石墨烯碳復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為500-1000W/m·K；
優(yōu)選地，所述石墨烯碳復(fù)合材料的形狀包括板狀、圓柱體或圓筒狀；
優(yōu)選地，板狀的石墨烯碳復(fù)合材料厚度為0.1-300mm，優(yōu)選0.1-100mm，進(jìn)一步優(yōu)選0.2-5mm；
優(yōu)選地，圓柱體的石墨烯碳復(fù)合材料最大直徑為100-500mm，優(yōu)選200-500mm；
優(yōu)選地，圓筒狀的石墨烯碳復(fù)合材料外徑為100-500mm，優(yōu)選200-500mm；
優(yōu)選地，圓筒狀的石墨烯碳復(fù)合材料的側(cè)壁厚度為4-100mm，優(yōu)選30-50mm。
5.一種石墨烯碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括：
將如權(quán)利要求1或2所述的石墨烯泡沫浸漬于可流動(dòng)狀態(tài)的碳材料中；和
將浸漬了碳材料的石墨烯泡沫熱處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的石墨烯碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：重復(fù)浸漬和熱處理工序2-3次，直至碳材料填充滿石墨烯泡沫層間的空隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的石墨烯碳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述石墨烯泡沫根據(jù)權(quán)利要求3的石墨烯泡沫的制備方法制備而成；
優(yōu)選地，所述可流動(dòng)狀態(tài)的碳材料包括瀝青；
優(yōu)選地，所述瀝青包括石油瀝青、天然瀝青或煤焦瀝青；
優(yōu)選地，浸漬時(shí)先將溫度升高到200-600℃，再進(jìn)行保溫；
優(yōu)選地，所述升溫速率為1-10℃/min；
優(yōu)選地，所述保溫時(shí)間為1-3h；
優(yōu)選地，浸漬時(shí)壓力≥100Mpa。
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