[發(fā)明專(zhuān)利]提高石墨烯薄片剪切取向的褶皺石墨烯纖維的制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011165469.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112376121B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉蕾;楊嘉;張如良;于青
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): D01D5/06
• 分類(lèi)號(hào): D01D5/06;D01F9/12
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

1.一種提高石墨烯薄片剪切取向的褶皺石墨烯纖維的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

采用注射泵將配制的非液晶氧化石墨烯溶液注射到凝固浴中進(jìn)行紡絲，注射針頭位于凝固浴的上方，且與凝固浴之間留有空氣間隙；

注射針頭與凝固浴之間的空氣間隙為5-15 mm；

紡絲液的擠出速度為200-250μL/min；

該制備方法中的關(guān)鍵是控制針頭與凝固浴之間的距離和紡絲擠出速率，針頭與凝固浴之間的距離過(guò)小時(shí)，不能很好地?cái)D出溶脹，不利于表面褶皺的形成；針頭與凝固浴之間的距離過(guò)大、擠出速率低時(shí)，牽引拉扯力大，也會(huì)影響纖維的成型，甚至?xí)斐衫w維的斷裂，進(jìn)而影響石墨烯纖維的性能；

間隙拉伸可以實(shí)現(xiàn)石墨烯纖維的拉伸，得到較好的片層剪切取向，而且發(fā)生擠出溶脹的初始纖維在凝固浴中收縮而出現(xiàn)大量的褶皺結(jié)構(gòu)，使制備得到的石墨烯纖維表面具有豐富的褶皺結(jié)構(gòu)，可提供較大的可利用比表面積，且褶皺呈軸向排列，有利于電荷的儲(chǔ)存和傳輸，因此有利于纖維電容的提高。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高石墨烯薄片剪切取向的褶皺石墨烯纖維的制備方法，其特征在于：非液晶氧化石墨烯溶液由氧化石墨烯溶液調(diào)節(jié)pH值后而得。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高石墨烯薄片剪切取向的褶皺石墨烯纖維的制備方法，其特征在于：氧化石墨烯溶液的濃度為18-24mg/mL。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高石墨烯薄片剪切取向的褶皺石墨烯纖維的制備方法，其特征在于：采用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)氧化石墨烯溶液的pH值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提高石墨烯薄片剪切取向的褶皺石墨烯纖維的制備方法，其特征在于：氫氧化鈉溶液的濃度為9-10mol/L。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的提高石墨烯薄片剪切取向的褶皺石墨烯纖維的制備方法制備得到的石墨烯纖維。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述提高石墨烯薄片剪切取向的褶皺石墨烯纖維的制備方法制備得到的石墨烯纖維在制備超級(jí)電容器、柔性電極或可穿戴電子設(shè)備中的應(yīng)用。

8.一種可穿戴電子設(shè)備，其特征在于：其超級(jí)電容器由權(quán)利要求6所述石墨烯纖維制備而成。