一种埃洛石粘土掺杂石墨烯气凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种埃洛石粘土掺杂石墨烯气凝胶及其制备方法，将改性过的埃洛石纳米粉加入氧化石墨烯悬浮液，充分超声分散，并进行水热反应和超临界干燥，即可得到目标产品粘土掺杂石墨烯气凝胶。本发明专利技术通过超声分散和水热交联法，以埃洛石为骨架支撑结构，以石墨烯为片状交联结构，成功制备出微观尺寸可控的“帐篷状”三维网络体系的气凝胶，拓宽了石墨烯气凝胶在吸附领域的应用。

A halloysite clay doped graphene aerogel and its preparation method

The invention discloses a halloysite clay doped graphene aerogel and its preparation method, the modified Elos Na Rice noodles with graphene oxide suspension, full ultrasonic dispersion, and hydrothermal reaction and supercritical drying, to obtain the final product of clay doped graphene aerogel. The present invention by hydrothermal and ultrasonic cross-linking method with halloysite skeleton support structure, graphene sheet of cross-linked structure, successfully prepared aerogel network system micro size controllable \tent\, to broaden the application of Shi Moxi aerogel in adsorption field.

【技术实现步骤摘要】
一种埃洛石粘土掺杂石墨烯气凝胶及其制备方法
本专利技术涉及一种纤维状粘土支撑体系的石墨烯气凝胶及其制备方法，更具体地说，涉及一种可应用于吸附领域的埃洛石纳米管掺杂石墨烯气凝胶及其制备方法，属于对纳米复合材料领域的研究。
技术介绍
石墨烯气凝胶作为一种新型纳米多孔碳材料，具有独特的多孔纳米网络结构、较高的比表面积、发达的孔隙率、可控的孔分布等优良性能，在吸附领域具有很大的潜能。但二维石墨烯材料是通过片层与片层部分堆叠的方式组装成三维气凝胶材料，这种堆叠方式往往会导致比表面积低的问题。目前有人以氧化石墨烯为前驱体，利用碳纳米管与石墨烯表面和边缘的官能团相互作用，使得石墨烯片层间距增大，制备出高比表面积、对甲醛等有害气体由很好吸附效果的的石墨烯/碳纳米管气凝胶材料。然而由于碳纳米管价格十分昂贵，成本较高，在一定程度上又限制了其在吸附领域中的广泛应用。所以寻找一种价格低廉、比表面积高的纤维管状材料来代替碳纳米管是石墨烯气凝胶在吸附领域应用上亟待解决的问题。埃洛石(HNTs)是一种纤维管状结构的、多层卷曲的铝硅酸盐材料，具有典型的结晶结构。相比于其他纳米材料(如碳纳米管)，HNTs具有良好的离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种埃洛石粘土掺杂石墨烯气凝胶，其特征在于，埃洛石粘土掺杂石墨烯气凝胶以埃洛石为骨架支撑结构，以石墨烯为片状交联结构，整体为“帐篷状”三维网络体系的气凝胶，孔隙率高达90％—98％，表观密度达到0.095—0.098g/cm

【技术特征摘要】
1.一种埃洛石粘土掺杂石墨烯气凝胶，其特征在于，埃洛石粘土掺杂石墨烯气凝胶以埃洛石为骨架支撑结构，以石墨烯为片状交联结构，整体为“帐篷状”三维网络体系的气凝胶，孔隙率高达90％—98％，表观密度达到0.095—0.098g/cm3，比表面积平均可达200—300m2/g，孔体积0.5—0.8ml/g，平均孔直径为12—15nm，导热系数平均可达0.015—0.025W/mK；并按照下述步骤进行制备：步骤1，将1—10质量份的改性埃洛石加入到氧化石墨烯悬浮液中并充分搅拌得到均匀的混合溶液；在步骤1中，氧化石墨烯悬浮液采用改进的hummers方法进行制备；改性埃洛石按照下述方法进行：将5—10质量份的天然埃洛石和1—3质量份的改性剂异辛基三乙氧基硅烷均匀分散在乙醇的水溶液，在60—80摄氏度下磁力搅拌至少1小时，在乙醇的水溶液中，乙醇和水的体积比为(1—2)：(8—10)；步骤2，将步骤1制备的混合溶液进行超声波分散后，置于水热反应釜中密封，在160—200摄氏度下水热反应至少1小时，得到黑色块状埃洛石粘土石墨烯水凝胶；步骤3，将步骤2得到的埃洛石粘土石墨烯水凝胶进行超临界干燥得到目标产品埃洛石粘土掺杂石墨烯气凝胶；超临界干燥的参数：温度40—50摄氏度，压力5—12MPa，时间至少8小时。2.根据权利要求1所述的一种埃洛石粘土掺杂石墨烯气凝胶，其特征在于，在步骤1中，改性埃洛石按照下述方法进行：将5—10质量份的天然埃洛石和1—3质量份的改性剂异辛基三乙氧基硅烷均匀分散在乙醇的水溶液，在60—80摄氏度下磁力搅拌，优选70—75摄氏度下反应3—5小时，在乙醇的水溶液中，乙醇和水的体积比为(1—2)：(8—10)。3.根据权利要求1所述的一种埃洛石粘土掺杂石墨烯气凝胶，其特征在于，在步骤2中，水热温度为180—200摄氏度，反应时间为2—3小时；进行超声波分散时，选择50—100％的超声功率，超声30—60min。4.根据权利要求1所述的一种埃洛石粘土掺杂石墨烯气凝胶，其特征在于，在步骤3中，超临界干燥的参数：温...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪丽，何翔，李洪彦，褚鹏，李婧，李亚静，刘志华，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津,12