The invention relates to a spiral graphene fiber and a preparation method and application thereof, belonging to the field of material science. The method comprises the following steps: (1) coaxial assembly of capillary A, B and C; (2) connecting the port of sampling tube A and capillary C at the S end, opening the hole on the wall of capillary C, which is located between the N end of the assembly and the nearest port of capillary B from the N end, connecting the sample tube B with the hole to obtain the spinning device; (3) connecting the sample tube B with the hole to obtain the graphite oxide. Spiral graphene oxide fibers can be prepared by controlling the flow rate of two kinds of fluids. Finally, graphene oxide fibers are reduced to form spiral graphene oxide fibers. The preparation method of the invention has simple operation and is suitable for continuous and batch preparation of hollow graphene fibers.
【技术实现步骤摘要】
一种螺旋型石墨烯纤维及其制备方法与应用
本专利技术属于材料科学领域，具体涉及一种螺旋型石墨烯纤维及其制备方法与应用。
技术介绍
纤维是天然或人工合成的细丝状物质，具有不同结构或材质的纤维已经被应用于医疗、纺织、航空航天、环境修复、储能和阻燃等方方面面。石墨烯纤维是由石墨烯片层通过宏观组装的方法得到的，它具有良好的导热，导电性能，大的比表面积和优异的机械性能，具有很高的应用价值，已经被用于柔性电子器件，可穿戴式储能设备、组织工程和环境修复等方面。浙江大学高超等人首先通过湿法纺丝技术将高浓度的氧化石墨烯组装成氧化石墨烯纤维，之后再进行还原就可以实现大规模、连续化的制备石墨烯纤维。北京大学曲良体等人通过将氧化石墨烯封装在玻璃管进行高温水热反应得到了具有较高机械性能的石墨烯纤维。他们也通过共轴纺丝的方法制备得到了中空石墨烯纤维。为了赋予石墨烯纤维更多的功能，将石墨烯纤维通过缠绕定型即可得到螺旋型石墨烯纤维，该纤维具有较好的拉伸性能，已被用于可拉伸电子器件和磁性驱动等方面。但是通过缠绕法得到的螺旋型石墨烯纤维的螺距和线直径等很难控制，而且工艺复杂，无法实现连续的、高产量的制...
【技术保护点】
1.一种螺旋型石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)将毛细管A插入到毛细管B中，使毛细管A的其中一端位于毛细管B外部，另一端位于毛细管B内部；在毛细管A与毛细管B重合处滴加环氧树脂，由于环氧树脂的浸润作用，毛细管A和毛细管B重合部分至少一个横截面的空隙被环氧树脂填满，使毛细管A和毛细管B粘合固定，得到组装体A；所述毛细管A的外径小于或等于毛细管B的内径；(2)将步骤(1)中得到的组装体A插入到毛细管C中，使毛细管A位于毛细管B外部的端口位于毛细管C内部；在毛细管B与毛细管C重合处滴加环氧树脂，由于环氧树脂的浸润作用，毛细管B和毛细管C重合部分至少一个横截面的...
【技术特征摘要】
1.一种螺旋型石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)将毛细管A插入到毛细管B中，使毛细管A的其中一端位于毛细管B外部，另一端位于毛细管B内部；在毛细管A与毛细管B重合处滴加环氧树脂，由于环氧树脂的浸润作用，毛细管A和毛细管B重合部分至少一个横截面的空隙被环氧树脂填满，使毛细管A和毛细管B粘合固定，得到组装体A；所述毛细管A的外径小于或等于毛细管B的内径；(2)将步骤(1)中得到的组装体A插入到毛细管C中，使毛细管A位于毛细管B外部的端口位于毛细管C内部；在毛细管B与毛细管C重合处滴加环氧树脂，由于环氧树脂的浸润作用，毛细管B和毛细管C重合部分至少一个横截面的空隙被环氧树脂填满，使毛细管B和毛细管C粘合固定，得到组装体B；所述毛细管B的外径小于或等于毛细管C的内径；将所述组装体B与毛细管A位于毛细管B外部的端口同方向的端口设为N端，将与所述N端相对的另一端设为S端；(3)将步骤(2)所述S端毛细管B的端口与进样管A连接；在所述毛细管C的管壁上开孔，所述孔位于N端毛细管A的端口与N端毛细管B的端口之间的部分，将进样管B与所述孔连接，得到纺丝器件；(4)将步骤(3)所述的纺丝器件置于外部凝固浴中；然后先将氧化石墨烯纺丝原液由步骤(3)所述进样管A通入纺丝器件，后将多糖溶液通过步骤(3)所述进样管B通入纺丝器件，得到螺旋型氧化石墨烯纤维；所述多糖溶液比氧化石墨烯纺丝原液粘度小，且能在凝固浴的作用下由液态转变成凝胶态；所述进样管B的流体速度大于进样管A的流体速度；将螺旋型氧化石墨烯纤维进行还原，然后除去包裹在螺旋型石墨烯纤维表面的多糖凝胶，即得到螺旋型石墨烯纤维。2.如权利要求1所述的螺旋型石墨烯纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述毛细管A的外径为50μm-500μm，毛细管A的内径为10μm-400μm，且所述毛细管A的外径大于毛细管A的内径；步骤(1)所述毛细管B的外径为80μm-10...
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