一种高压缩强度的石墨烯复合气凝胶的制备方法技术

一种高压缩强度的石墨烯复合气凝胶的制备方法，属于碳材料制备、表面功能化修饰和应用的领域，在于提供一种具有高压缩强度的石墨烯复合气凝胶的制备方法，采用室温下绿色合成的良好水浸润性的聚吡咯球及氧化石墨为前驱体，通过二甲基甲酰胺调控氧化石墨在水中分散态，使前驱体在这种非纯水环境下，经抗坏血酸引发的液相还原自组装，通过冷冻干燥合成石墨烯复合气凝胶。合成的石墨烯复合气凝胶呈黑色圆柱形，聚吡咯球与石墨烯片层互为支撑。气凝胶呈现相互交联的三维网络结构、孔隙率达99.65%、块体密度为7.8 mg cm

A preparation method of high compressive strength graphene composite aerogels

The invention relates to a preparation method of high compressive strength graphene composite aerogels, which belongs to the field of carbon material preparation, surface functional modification and application. It is to provide a preparation method of graphene composite aerogels with high compressive strength. The water based polypyrrole spheres and graphite oxide synthesized by green synthesis at room temperature are used as precursors, and the oxide stones are controlled by two methyl formamide. The dispersed state of the ink in water enables the precursor to be reduced and self assembled by ascorbic acid in the non pure water environment, and the composite graphene aerogel is synthesized by freeze-drying. The synthesized graphene composite aerogels are black cylindrical, and polypyrrole spheres are supported by graphene sheets. Aerogels exhibit cross-linked three-dimensional network structure with porosity of 99.65% and bulk density of 7.8 mg cm.

【技术实现步骤摘要】
一种高压缩强度的石墨烯复合气凝胶的制备方法
本专利技术属于碳材料制备、表面功能化修饰和应用的
，具体涉及一种高压缩强度的石墨烯复合气凝胶的制备方法。
技术介绍
单层石墨烯具有优异的理化特性：高导电、高导热性能、高强度及高比表面积特性，深受科研界的追捧。然而，在实际应用过程中由于石墨烯片层之间强烈的π-π作用致使石墨烯片层之间发生严重的堆叠，因而无法充分发挥单层石墨烯本身独有的优势。为解决这种弊端，通过液相还原自组装的技术将聚吡咯球与石墨烯组装成拥有三维网络结构的复合气凝胶是可行的策略。复合气凝胶中石墨烯片层之间的交联及石墨烯片层与聚吡咯球的互为支撑，抑制了石墨烯片层的堆叠趋势并兼顾了石墨烯与聚吡咯的优势，可达到增强复合材料整体的机械压缩强度效果，此技术的进一步提升还在科学研究中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有高压缩强度的石墨烯复合气凝胶的制备方法，在温和的条件下合成拥有优异润湿性能的聚吡咯球，然后以聚吡咯球及氧化石墨为前驱体，在抗坏血酸辅助还原和二甲基甲酰胺调控氧化石墨在去离子中电离程度的作用下，经液相还原自组装、冷冻干燥合成具有高机械压缩强度及且拥有三维网络结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压缩强度的石墨烯复合气凝胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步，聚吡咯球的制备：（1）量取200 mL去离子水、2 mL吡咯单体依次加入烧杯中，搅拌30 min形成稳定的球形胶束；（2）向烧杯中再加入0.2 g的无水氯化亚铁，强烈搅拌10 min；（3）再向烧杯中匀速加入5 mL双氧水，并保持室温下聚合反应12 h；（4）用水及无水乙醇离心清洗至上清液至无色；（5）将离心所得固体置于真空干燥箱中干燥，干燥温度60℃，真空度2 Pa，干燥时间12 h，得聚吡咯球；第二步，复合气凝胶的制备：（1）称取氧化石墨0.0189 g ± 0.0001 g，量取去离子水6.3 mL ± 0...

【技术特征摘要】
1.一种高压缩强度的石墨烯复合气凝胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步，聚吡咯球的制备：（1）量取200mL去离子水、2mL吡咯单体依次加入烧杯中，搅拌30min形成稳定的球形胶束；（2）向烧杯中再加入0.2g的无水氯化亚铁，强烈搅拌10min；（3）再向烧杯中匀速加入5mL双氧水，并保持室温下聚合反应12h；（4）用水及无水乙醇离心清洗至上清液至无色；（5）将离心所得固体置于真空干燥箱中干燥，干燥温度60℃，真空度2Pa，干燥时间12h，得聚吡咯球；第二步，复合气凝胶的制备：（1）称取氧化石墨0.0189g±0.0001g，量取去离子水6.3mL±0.0001mL，加入烧杯中超声分散，得氧化石墨分散液；（2）称取抗坏血酸0.0378g±0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭光，张二辉，刘伟峰，杨永珍，赵宏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14