一种磁定向石墨烯/碳复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磁定向石墨烯/碳复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。磁定向石墨烯/碳复合材料由多孔碳基体和多孔碳基体内部沿竖直方向交替平行排布的若干层磁定向石墨烯层共同组成；多孔碳基体由植物糖前驱体转化成的碳纳米颗粒连接形成，且多孔碳基体中的碳纳米颗粒之间相互连接形成微纳米尺寸的封闭气孔；磁定向石墨烯层由二维还原氧化石墨烯纳米片相互搭接形成。该制备方法如下：制备磁性石墨烯分散液和植物糖前驱体溶胶，后将二者搅拌混合，得到混合溶胶；利用磁定向装置对混合溶胶中的磁性石墨烯进行定向，后加入引发剂使混合溶胶固化为凝胶；将凝胶进行低温预碳化和高温石墨化得到磁定向石墨烯/碳复合材料。该制备方法简单、石墨烯取向可控、成本低且可以一体化成型制备复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料，具体涉及一种磁定向石墨烯/碳复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、石墨烯作为一类新型材料，除具有超高的强度之外，其面内热导率高达5000w/(m·k)以上，利用石墨烯作为导热增强填料，给新一代散热材料的研制提供了难得的机遇。但是由于石墨烯本身的尺寸非常小(厚度只有不到1纳米，二维方向几十微米)，在纳观尺度很难操控。同时，当石墨烯作为导热增强填料时，其容易发生团聚，团聚体内部石墨烯呈现高无序性，尤其当石墨烯浓度较大时，会加剧石墨烯的团聚以及无序性。另外，二维材料中声子只能在面内晶格中有效传播，石墨烯热导率具有高各向异性(面内和面外相差两个数量级)，因此石墨烯导热增强效果的提高与石墨烯纳米片在基体中的有序取向密切相关。综上所述，使石墨烯在基体中有序定向是充分发挥石墨烯的高导热特性的重点和难点，否则不但不能起到导热增强的作用，反而会产生不利影响。

2、目前，已有许多研究者对石墨烯的取向进行控制，例如，公开号为cn112225204a的中国专利-石墨烯海绵中石墨烯取向的控制方法及设备和公开号为cn112357910a的中国专利-本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种磁定向石墨烯/碳复合材料，其特征在于，所述的磁定向石墨烯/碳复合材料由多孔碳基体和多孔碳基体内部沿竖直方向交替平行排布的若干层磁定向石墨烯层共同组成；

2.根据权利要求1所述的磁定向石墨烯/碳复合材料，其特征在于，所述磁定向石墨烯/碳复合材料具有各向异性，平行于磁定向石墨烯层的水平方向的热导率为10～20W/m k，垂直于磁定向石墨烯层的竖直方向的热导率为0.35～0.65W/m k。

3.一种根据权利要求1至2任意一项所述的磁定向石墨烯/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种磁定向石墨烯/碳复合材料的制...

【技术特征摘要】

1.一种磁定向石墨烯/碳复合材料，其特征在于，所述的磁定向石墨烯/碳复合材料由多孔碳基体和多孔碳基体内部沿竖直方向交替平行排布的若干层磁定向石墨烯层共同组成；

2.根据权利要求1所述的磁定向石墨烯/碳复合材料，其特征在于，所述磁定向石墨烯/碳复合材料具有各向异性，平行于磁定向石墨烯层的水平方向的热导率为10～20w/m k，垂直于磁定向石墨烯层的竖直方向的热导率为0.35～0.65w/m k。

3.一种根据权利要求1至2任意一项所述的磁定向石墨烯/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种磁定向石墨烯/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述磁性石墨烯分散液的制备方法，如下：

5.根据权利要求3所述的一种磁定向石墨烯/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述植物糖前驱体溶胶的制备方法，如下：

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【专利技术属性】
技术研发人员：冯雷，徐东方，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：