一种石墨烯/碳纳米管复合气凝胶的制备方法技术

一种石墨烯/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，属于复合材料领域，所述制备方法步骤如下：制备功能化碳纳米管水溶液；制备氧化石墨烯水溶液；紫外线辅助氧化石墨烯改性；微波辅助交联成型；制备气凝胶；热压烧结。所述方法在石墨烯气凝胶中引入改性碳纳米管，可以改善片层堆积，并提高整体性能。本发明专利技术微波辅助成型结合高温还原的方法，制备工艺简单、环保、成本低廉，可广泛应用于工业生产中，本发明专利技术制备的石墨烯/碳纳米管复合气凝胶的力学、电磁、热学和光学性能等都得到了改善，有望在电磁隐身、电化学、污水处理、传感器等各个领域得到应用。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯/碳纳米管复合气凝胶的制备方法
本专利技术属于复合材料领域，具体涉及一种石墨烯/碳纳米管复合气凝胶的制备方法。
技术介绍
在众多材料中，碳材料一直是电磁屏蔽与吸波材料研究的重要内容。其中，石墨烯这种新材料自2004年由英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃消洛夫从石墨中剥离得到，一度成为研究的热点。石墨烯是一种二维薄片纳米材料，厚度只有0.35nm，由碳原子组成的蜂窝结构构成。这种独特的稳定结构使石墨烯具有特殊的硬度、零带隙和高载流子迁移率，在比表面积、机械性能等方面也有优势。超轻石墨烯气凝胶具有优异的性能，包括超低密度，优异的弹性，超高导电性和特殊的热性能等，使其在电磁屏蔽与吸收、能量存储、吸附等领域具有广阔的应用前景。制备石墨烯气凝胶的工艺，包括化学气相沉积、水热还原法、特殊方法干燥、电化学法和3D打印等。化学气相沉积法制备的气凝胶高于其他技术制备的气凝胶的电导率，但是这种制备工艺复杂昂贵，不适合大量生产。水热还原法依靠自组装，不需要添加剂，但是对反应环境要求苛刻。超临界干燥和冷冻干燥成本高，效率低。3D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：/n(1)制备功能化碳纳米管水溶液待用：碳纳米管改性后分散于去离子水中；/n(2)制备氧化石墨烯水溶液待用：将石墨氧化制备氧化石墨烯水溶液；/n(3)紫外线辅助氧化石墨烯改性：将得到的氧化石墨烯水溶液与EDA共混，在紫外线辐射下氨基化；/n(4)微波辅助交联成型：将步骤(3)得到的石墨烯泥浆与步骤(1)得到的功能化碳纳米管水溶液混合均匀，在微波辐射下形成化学交联，得到水溶胶；/n(5)制备气凝胶：将步骤(4)的产物置于70-90℃环境中反应6-24h，水洗之后置于40-60℃环境干燥24-72h，得到气凝胶块体；/...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)制备功能化碳纳米管水溶液待用：碳纳米管改性后分散于去离子水中；
(2)制备氧化石墨烯水溶液待用：将石墨氧化制备氧化石墨烯水溶液；
(3)紫外线辅助氧化石墨烯改性：将得到的氧化石墨烯水溶液与EDA共混，在紫外线辐射下氨基化；
(4)微波辅助交联成型：将步骤(3)得到的石墨烯泥浆与步骤(1)得到的功能化碳纳米管水溶液混合均匀，在微波辐射下形成化学交联，得到水溶胶；
(5)制备气凝胶：将步骤(4)的产物置于70-90℃环境中反应6-24h，水洗之后置于40-60℃环境干燥24-72h，得到气凝胶块体；
(6)热压烧结：将步骤(5)分离得到的块体干燥后热压烧结，即得到石墨烯/碳纳米管复合气凝胶；
先进行上述步骤(1)后进行上述步骤(2)，或先进行上述步骤(2)后进行上述步骤(1)。


2.根据权利要求1所述的一种石墨烯/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)具体为：浓硫酸中加入碳纳米管，之后搅拌、超声，再加入浓硝酸加热搅拌并回流，多次过滤洗涤后干燥，再分散于去离子水中，配置浓度为15mg/ml的溶液。


3.根据权利要求2所述的一种石墨烯/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于：所述的碳纳米管与浓硫酸、浓硝酸的比例为100mg：9ml：3ml。


4.根据权利要求2或3所述的一种石墨烯/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于：首先称取碳纳米管置于烧瓶中，再量取浓硫酸缓慢倒入，置于搅拌器上常温搅拌2-24h；之后50KHz频率超声分散2-24h，量取浓硝酸溶液缓慢倒入烧瓶中；烧瓶置于油浴锅中，将冷凝管通过橡胶塞后直接插在三角烧瓶上，在进行加热前，先接通水源，再在115℃加热搅拌6-48h；将反应完的溶液洗涤过滤至中性，在烘箱中干燥后分散于去离子水中。


5.根据权利要求1所述的一种石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：程远静，李宜彬，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23