垂直取向石墨烯/纳米纤维复合膜材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了垂直取向石墨烯/纳米纤维复合膜材料及其制备方法和应用。所述垂直取向石墨烯/纳米纤维复合膜材料包括：石墨烯，石墨烯具有垂直取向且阵列排布的通道；纳米纤维，纳米纤维穿梭于石墨烯和通道中。由此，该复合膜材料作为蒸馏介质时，可以有效的提高蒸馏效率，降低蒸馏能耗，缩短蒸馏时长；而且，纳米纤维的引入，可使得复合膜材料具有优异的机械性能，进而使其可被压缩、弯曲和拉伸，且保持其结构不被破坏，进而长期保持较高的蒸馏效率。

Preparation and application of graphene / nanofiber composite films with vertical orientation

【技术实现步骤摘要】
垂直取向石墨烯/纳米纤维复合膜材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及材料
，具体的，涉及垂直取向石墨烯/纳米纤维复合膜材料及其制备方法和应用。
技术介绍
蒸馏是化学工业中从不同组分沸点的混合物中提纯和分离液体的关键技术，广泛应用于石油、化工、轻工、食品加工等行业。传统的蒸馏工艺是利用传统的热源把液体加热到沸腾，使产生的蒸气从液/气界面上逃逸导入冷凝装置，使之冷却重新凝结成液体达到提纯和分离的过程。然而，传统蒸馏是一种能量密集、效率低下(能量转换效率只有5％～20％)的化学工业液体分离纯化工艺。因而，有效提高蒸馏效率、降低能耗的蒸馏工艺有待深入研究。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种垂直取向石墨烯/纳米纤维复合膜材料，该复合膜材料可以有效提高蒸馏效率或降低蒸馏能耗。在本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种垂直取向石墨烯/纳米纤维复合膜材料(文中可简称复合膜材料)。根据本专利技术的实施例，所述垂直取向石墨烯/纳米纤维复合膜材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直取向石墨烯/纳米纤维复合膜材料，其特征在于，包括：/n石墨烯，所述石墨烯具有垂直取向且阵列排布的通道；/n纳米纤维，所述纳米纤维穿梭于所述石墨烯和所述通道中。/n

【技术特征摘要】
1.一种垂直取向石墨烯/纳米纤维复合膜材料，其特征在于，包括：
石墨烯，所述石墨烯具有垂直取向且阵列排布的通道；
纳米纤维，所述纳米纤维穿梭于所述石墨烯和所述通道中。


2.根据权利要求1所述的复合膜材料，其特征在于，所述通道的宽度为25～300微米。


3.一种制备权利要求1或2所述的垂直取向石墨烯/纳米纤维复合膜材料的方法，其特征在于，包括：
将氧化石墨烯分散液和纳米纤维分散液混合，以便得到混合液；
将所述混合液置入预定容器中，并将所述预定容器的底部与冷源接触进行方向自下而上的定向冷冻，得到垂直取向氧化石墨烯/纳米纤维复合膜材料；
对所述垂直取向氧化石墨烯/纳米纤维复合膜材料进行冷冻干燥；
对所述冷冻干燥之后的所述垂直取向氧化石墨烯/纳米纤维复合膜材料进行还原处理，以便得到所述垂直取向石墨烯/纳米纤维复合膜材料。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液的浓度为1～10mgmL-1，所述纳米纤维分散液的浓度为3～15mgmL-1，
任选的，所述纳米纤维分散液中的纳米纤维的直径为50～1000nm；
任选的，所述纳米纤维的材料选自聚酰亚胺、聚丙烯腈、醋酸纤维素、壳聚糖、聚乙烯醇、聚乳酸、二氧化硅、三氧化二铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲良体，张盼盼，程虎虎，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11