[發明專利]一種三維石墨烯-納米線雜化氣凝膠的制備方法

有效

• 申請號: 202011237774.8
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112516927B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 譚化兵;潘智軍
• 申請（專利權）人: 安徽宇航派蒙健康科技股份有限公司
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00
• 代理公司: 北京世衡知識產權代理事務所(普通合伙) 11686
• 代理人: 康穎

本發明提供一種三維石墨烯?納米線雜化氣凝膠的制備方法，包括：S1、采用自組裝法制備石墨烯復合水凝膠；S2、將石墨烯復合水凝膠制備三維石墨烯復合氣凝膠；和S3、再將三維石墨烯復合氣凝膠制備成納米線，并實現納米線與石墨烯微片構成的三維網絡連接，獲得三維石墨烯?納米線雜化氣凝膠。

技術領域

本發明涉及一種三維石墨烯復合氣凝膠的制備方法。

背景技術

近年來，隨著電子器件及智能終端集成度的不斷提升，散熱問題成為制約器件及終端性能的關鍵因素之一，在此背景下，孕育出了“熱管理材料及技術”這一重要學術和工程概念，而熱界面材料是熱管理材料近年發展的熱點方向，特別是在5G技術飛速發展的情況下，具有較高導熱系數的高性能熱界面材料，具有重要的應用價值和潛力。

石墨烯材料是二十一世紀的戰略性新興材料，具備良好的導電、導熱性能，以及在光學、力學方面具有重要的應用潛力。三維石墨烯氣凝膠材料，是基于二維石墨烯材料構建而成的三維結構，具有比表面積大，導電性能好，結構強度優異的特點，在儲能、傳感器及污染物吸附清除領域具備重要的應用前景。三維石墨烯氣凝膠材料，具有非常好的可壓縮性以及回彈特性，是制備高性能熱界面材料的具有很好潛力的基礎材料。當前已報道的三維石墨烯氣凝膠材料，通常導熱性能非常差。上述原因在于三維石墨烯氣凝膠材料的石墨烯片層之間具有非常大的接觸熱阻，導致熱量傳遞不暢，這導致三維石墨烯氣凝膠材料無法在熱界面材料領域獲得應用。因此，若要實現三維石墨烯氣凝膠結構材料具備熱界面材料的實際應用性能，必須要對三維石墨烯進行改性處理。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供一種一種三維石墨烯-納米線雜化氣凝膠的制備方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種三維石墨烯-納米線雜化氣凝膠的制備方法，包括：

S1、采用自組裝法制備氧化物修飾的石墨烯復合水凝膠；

S2、將石墨烯復合水凝膠制備三維石墨烯復合氣凝膠；和

S3、再將三維石墨烯復合氣凝膠制備成納米線，并實現納米線與石墨烯微片構成的三維網絡連接，獲得三維石墨烯-納米線雜化氣凝膠。

根據本發明的一個方面，所述步驟S1的具體方法為：

S1-1、采用氧化石墨烯、二氧化硅或三氧化鋁納米粉超聲分散于水溶液中，獲得混合分散水溶液；

S1-2、添加濃度為25％的氨水到S1-1制備的混合分散水溶液中，獲得混合溶液，使得混合液中的氧化石墨烯的質量濃度為3-12g/L；

S1-3、將S1-2形成的混合溶液倒入容器中，并向容器內注入有機溶劑，使其與S1-2形成的混合溶液充分混合，并靜置，即可獲得氧化石墨烯水凝膠和有機溶劑混合物；

S1-4、去除有機溶劑，獲得被二氧化硅或三氧化鋁納米粉修飾的氧化石墨烯水凝膠，且被二氧化硅或三氧化二鋁粉末修飾的氧化石墨烯與全部氧化石墨烯質量比為1：(3-10)。

根據本發明的一個方面，所述S1-1中，所述二氧化硅或三氧化二鋁粉體粒徑為30-2000nm，優選300nm；

根據本發明的一個方面，所述步驟S1-1中，所述氧化石墨烯與二氧化硅或三氧化鋁納米粉的質量比為1:(4-20)，優選1:6。

根據本發明的一個方面，所述S1-1中，還添加有碳納米管；

優選地，所述碳納米納米管與氧化石墨烯的質量比為(1-10)：100。

根據本發明的一個方面，所述S1-2中，所述混合液中的氧化石墨烯的質量濃度為5-7g/L；

優選地，添加的氨水的體積和氧化石墨烯混合分散水溶液體積比為1：(30-100)，優選1：60。