CN103588196A - 一种多级孔结构的石墨烯纤维及其制备与用途 - Google Patents

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Abstract

一种多级孔结构的石墨烯纤维及其制备方法与用途，所述石墨烯纤维的外径为0.01～100μm,长径比为20：1～2000：1，比表面积为500～2800m2/g；其制备方法，包括利用无机纤维为模板，在载气中加热至500-1200℃后，通入含C1-C8有机化合物的工艺气体，在同温度下分解，碳沉积在无机纤维，形成碳与无机物的复合纤维，降温后用酸处理，然后过滤，洗涤及干燥而得，制备方法简单，所得产品纯度高，结构完整，机械强度强，可适用于做分离、吸附材料或电化学储能的电极材料，用于4V超级电容器的电极材料时，在10A/g扫速下比电容为100-250F/g。

Description

一种多级孔结构的石墨烯纤维及其制备与用途
技术领域
本发明属于碳材料及其制备技术领域，特别涉及一种多级孔结构的石墨烯纤维及其制备与用途。
背景技术
石墨烯是一类新型的碳纳米材料，具有比表面积大，孔径丰富、化学稳定性好的特点，适于做透明导电显示材料，电化学储能的电极材料或催化剂的载体，以及吸附材料。这类物质可以用石墨逐渐剥离的方法，或化学沉积的方法，或用化学氧化石墨的制备氧化石墨烯，再进行还原的方法，制得尺寸较大，层数较少的二维片状结构。但尺寸较大的片状材料易堆叠，降低比表面积，孔径变小，不利于电化学储能时的需要离子快速扩散等的使用场合。利用颗粒状或片状的无机物模板，利用化学气相沉积的方法，可以制备得到较小尺寸的多孔石墨烯，有效解决了微观上离子扩散的问题。但这类材料，由于尺寸小，不易直接成膜，加工性能变差。如果使用大量的粘接剂来使其成膜，又会堵塞部分孔，且降低了电极材料的在器件的比例，也不利实际的电化学储能器件的性能提升。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多级孔结构的石墨烯纤维及其制备与用途，既能够保证石墨烯的多孔结构，又能够方便地构成宏观尺寸的膜材料，且不损失其离子扩散性能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种多级孔结构的石墨烯纤维，所述多级孔结构的石墨烯纤维的外径为0.01～100μm，长径比为20：1～2000：1，比表面积为500～2800m2/g。
上述多级孔结构的石墨烯纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将无机物模板置于反应器中，在载气中升温至500-1200℃；
步骤2：通入含碳元素的工艺气体，在同温度下分解，并沉积在无机物模板上，得到碳与无机物模板的混合物，反应0.01-2小时后，关闭工艺气体，在氢气与惰性气体保护下降至室温；
步骤3：将固体产物取出，用0.1-0.5mol/L的盐酸或硝酸在5-90℃下处理0.1-4小时，之后过滤并用去离子水洗涤至中性、干燥后得到最终产品。
所述无机物模板的成分为水合碳酸镁、水合硫酸镁、氧化镁、氮化镁、水合氯化镁、六氨氯化镁、水合氢氧化镁、氢氧化镁、碱式碳酸镁、碱式次氯酸镁、氯酸镁、碳酸锌、硫酸锌、氢氧化锌或者氧化锌，其直径和长径比与所述多级孔结构的石墨烯纤维相同。
所述载气为氢气、氮气、氩气、氦气、CO、CO2或水蒸汽中的一种或以任意比例混合的多种。
所述含碳元素的工艺气体为氢气、碳源与惰性气体的混合物，三者体积比为（1-5）：（1-5）：（1-5），碳源为C1-C8有机化合物中任一种或以任意比例混合的多种，惰性气体为氩气、氦气或氮气中的一种或以任意比例混合的多种。
所述惰性气体为氩气、氦气或氮气中的一种或以任意比例混合的多种。
所述在5-90℃下处理是将所有的固体泡在酸中，使能够溶于酸的物质溶解。
所述反应器包括：固定床，流化床与移动床。
所述多级孔结构的石墨烯纤维可用作超级电容器的电极材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1）本发明使用的方法简单，适应范围广，能够制备长径比范围较大的石墨烯纤维。同时孔径与比表面积可调。
2）所得产品为宏观的一维线性纤维结构，在酸洗去除无机物模板时非常容易过滤，易清洗，制备成本下降5-10%.
3）所得的多级孔结构的石墨烯纤维，易膜加工，所得膜比小尺寸或大尺寸的石墨烯片构成的膜强度好，扩散性能好。用作电容储能材料时，同样能量密度下的体积能量密度提高50-200%.用作气体吸附材料时，同等吸附效率下，压降低5-10%.用作液体吸附材料时，容量增加20-50%,通过挤压挤出所吸附物质后，进行循环使用的次数提高4-6倍。
4）所得多级孔结构的石墨烯纤维，与更大尺寸的石墨烯泡沫或石墨烯绳。或碳纳米管泡沫，碳纳米管绳相比，更加方便加工为膜材料，使用便捷。
附图说明
图1为所制备的多级孔结构的石墨烯纤维的宏观结构。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
以水合碳酸镁为无机物模板，其直径为0.01μm，长径比为1000：1。将其置于固定床中，在氩气为载体的气氛下升温至500℃后，通入工艺气体（氢气，丙烷和氩气的混合气，体积比为1：1：5）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应0.01小时，关闭工艺气体。在氢气与氩气（体积比例1：4）中降温至室温。将固体产物取出，用0.5mol/L的盐酸在90℃处理0.1小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品。产品为具有多级孔结构的石墨烯纤维，其外径为0.01μm，长径比为1000：1，比表面积为2800m2/g，形态如图1所示。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为250F/g。
实施例2
以水合硫酸镁为无机物模板，其直径为1μm，长径比为800：1。将其置于流化床中，在氮气为载体的气氛下升温至700℃后，通入工艺气体（氢气，乙烷与乙烯和氩气的混合气，组成比为5：0.7：0.3：5）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上。得到碳与无机纤维的复合物。反应0.1小时，关闭工艺气体。在氢气与氮气（体积比例1：2）中降温至室温。将固体产物取出，用0.1mol/L的盐酸在5℃处理4小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品。产品为具有多级孔结构的石墨烯纤维，其外径为1μm，长径比为800：1.，比表面积为1500m2/g。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为170F/g。
实施例3
以氧化镁为无机物模板，其直径为100μm，长径比为20：1。将其置于移动床中，在氢气为载体的气氛下升温至1200℃后，通入工艺气体（氢气，甲烷、丁醇和氩气的混合气，组成比为1：4.9：0.1：5）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上,得到碳与无机纤维的复合物。反应2小时，关闭工艺气体。在氢气与氩气（体积比例3：4）中降温至室温。将固体产物取出，用0.1mol/L的硝酸在5℃处理2小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品。产品为具有多级孔结构的石墨烯纤维，其外径为100μm，长径比为20：1，比表面积为500m2/g。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为100F/g。
实施例4
以水合氯化镁为无机物模板，其直径为15μm，长径比为100：1。将其置于固定床中，在氦气为载体的气氛下升温至800℃后，通入工艺气体（氢气，正己烷、乙苯和氩气的混合气，组成比为1：0.7：0.3：5）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上,得到碳与无机纤维的复合物。反应0.5小时，关闭工艺气体。在氢气与氦气（体积比例4：1）中降温至室温。将固体产物取出，用0.5mol/L的硝酸在25℃处理2.5小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品。产品为具有多级孔结构的石墨烯纤维，其外径为15μm，长径比为100：1，比表面积为1200m2/g。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为140F/g。
实施例5
以六氨氯化镁为无机物模板，其直径为6μm，长径比为120：1。将其置于流化床中，在CO，CO2以任意比混合的载体气氛下升温至700℃后，通入工艺气体（氢气，异丁烷和氩气的混合气，组成比为1：5：1）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上。得到碳与无机纤维的复合物。反应0.2小时，关闭工艺气体。在氢气与氦气（体积比例1：2）中降温至室温。将固体产物取出，用0.1mol/L的硝酸在90℃处理3小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品。产品为具有多级孔结构的石墨烯纤维，其外径为6μm，长径比为120：1，比表面积为800m2/g。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为124F/g。
实施例6
以水合氧氢化镁为无机物模板，其直径为2μm，长径比为50：1。将其置于移动床中，在水蒸汽和氩气以任意比混合的载体气氛下升温至750℃后，通入工艺气体（氢气，环戊烷和氩气的混合气，组成比为5：5：3）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应1小时，关闭工艺气体。在氢气、氩气与氦气的混合气（体积比例10：4：1）中降温至室温。将固体产物取出，用0.5mol/L的盐酸在55℃处理1.5小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品。产品为具有多级孔结构的石墨烯纤维，其外径为2μm，长径比为50：1，比表面积为1100m2/g。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为135F/g。
实施例7
以碱式碳酸镁为无机物模板，其直径为2μm，长径比为60：1。将其置于固定床中，在氢气和氩气以任意比混合的载体气氛下升温至950℃后，通入工艺气体（氢气，甲烷，甲醛和氩气的混合气，组成比为1：1：1：5）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上。得到碳与无机纤维的复合物。反应1.5小时，关闭工艺气体。在氢气和氩气（体积比例10：1）气氛中降温至室温。将固体产物取出，用0.5mol/L的盐酸在70℃处理2小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品。产品为具有多级孔结构的石墨烯纤维，其外径为2μm，长径比为60：1，比表面积为900m2/g。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为150F/g。
实施例8
以碳酸锌为无机物模板，其直径为30μm，长径比为60：1。将其置于流化床中，在氢气和氩气以任意比混合的载体气氛下升温至800℃后，通入工艺气体（氢气，乙烯与乙炔和氩气的混合气，组成比为4：0.3：1.7：5）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应0.6小时，关闭工艺气体。在氢气和氩气（体积比例5：2）气氛中降温至室温。将固体产物取出，用0.1mol/L的盐酸在70℃处理0.5小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品。产品为具有多级孔结构的石墨烯纤维，其外径为30μm，长径比为60：1，比表面积750m2/g。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为125F/g。
实施例9
以氢氧化锌为无机物模板，其直径为5μm，长径比为100：1。将其置于移动床中，在氢气和氩气以任意比混合的载体气氛下升温至660℃后，通入工艺气体（氢气，乙烯、丙烷和氩气的混合气，组成比为4：0.9：0.1：5）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应0.4小时，关闭工艺气体。在氢气和氩气（体积比例1：7）中降温至室温。将固体产物取出，用0.1mol/L的盐酸在70℃处理0.8小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品。产品为具有多级孔结构的石墨烯纤维，其外径为5μm，长径比为100：1，比表面积1250m2/g。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为130F/g。
实施例10
以氧化锌为无机物模板，其直径为45μm，长径比为500：1。将其置于固定床中，在氢气和氩气以任意比混合的载体气氛下升温至660℃后，通入工艺气体（氢气，丙烯和氩气的混合气，组成比为4：1：5）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上。得到碳与无机纤维的复合物。反应1.2小时，关闭工艺气体。在氢气和氮气（体积比例1：10）中降温至室温。将固体产物取出，用0.1mol/L的硝酸在70℃处理2.5小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品。产品为具有多级孔结构的石墨烯纤维，其外径为45μm，长径比为500：1.，比表面积600m2/g。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为110F/g。
实施例11
以硫酸锌为无机物模板，其直径为0.1μm，长径比为600：1。将其置于移动床中，在氢气和氩气以任意比混合的载体气氛下升温至800℃后，通入工艺气体（氢气，环氧丙烷和氩气的混合气，组成比为1：1：5）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上。得到碳与无机纤维的复合物。反应1.2小时，关闭工艺气体。在氢气和氩气（体积比例20：1）中降温至室温。将固体产物取出，用0.1mol/L的硝酸在70℃中处理2小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品。产品为具有多级孔结构的石墨烯纤维，其外径为0.1μm，长径比为600：1，比表面积2200m2/g。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为190F/g。
实施例12
将氯酸镁纤维模板（直径为2μm，长径为100：1）置于流化床中，在氩气中升温至500℃后,通入工艺气体（氢气、乙炔与氮气，体积比例为1：5：1）在同温度下分解，碳沉积在无机物纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应2小时后，关闭工艺气体，在氢气与氩气（体积比例为1：1）保护下降至室温。将固体产物取出，用0.1Mol/L的盐酸在50℃下处理3小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品（直径为2μm，长径比为100：1,比表面积为590m2/g）。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为109F/g。
实施例13
将氮化镁纤维模板（直径为0.5μm，长径为2000：1）置于流化床中，在氩气与H2O（体积比例为1：4）中升温至950℃后。通入工艺气体（氢气、甲烷与氩气，体积比例为2：5：1），在同温度下分解，碳沉积在无机纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应0.5小时后，关闭工艺气体，在氢气与氩气（体积比例为2：1）保护下降至室温。将固体产物取出，用0.5Mol/L的盐酸在30℃下处理2小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品（直径为0.5μm，长径比为2000：1,比表面积为1800m2/g）。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为200F/g。
实施例14
将硫酸锌纤维模板（直径为0.1微米，长径为100：1）置于流化床中，在氩气中升温至650℃后，通入工艺气体（氢气、乙烯与氦气，体积比例为2：5：5）在同温度下分解。碳沉积在无机纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应0.05小时后，关闭工艺气体，在氢气与氩气（体积比例为2：5）保护下降至室温。将固体产物取出，用0.5Mol/L的硝酸在20℃下处理2.5小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品（直径为0.1μm，长径比为100：1,比表面积为800m2/g）。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为190F/g。
实施例15
将氢氧化锌纤维模板（直径为0.01μm，长径为200：1）置于流化床中，在氩气中升温至850℃后，通入工艺气体（氢气、苯、二甲苯与氩气，体积比例为2：2：1：3，在同温度下分解。碳沉积在无机纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应0.05小时后，关闭工艺气体，在氢气与氩气（体积比例为2：3）保护下降至室温。将固体产物取出，用0.5Mol/L的硝酸在10℃下处理4小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品（直径为0.01μm，长径比为200：1,比表面积为1200m2/g）。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为195F/g。
实施例16
将氧化锌纤维模板（直径为0.05μm，长径为2000：1）置于固定床中，在CO与水蒸汽（比例为10：1）中升温至1200℃后通入工艺气体（氢气、乙醇、二甲苯与氩气，体积比例为1：0.1：4：1）在同温度下分解，碳沉积在无机纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应0.5小时后，关闭工艺气体，在氢气与氦气（体积比例为1：1）保护下降至室温。将固体产物取出，用0.3Mol/L的硝酸在30℃下处理3小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品（直径为0.05μm，长径比为2000：1,比表面积为1350m2/g）。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为238F/g。
实施例17
将水合氯化镁纤维模板（直径为1μm，长径为200：1）置于移动床中，在CO与CO2、水蒸汽（比例为1：10：4）中升温至700℃后，通入工艺气体（氢气、异丙醇、异丁烯与氩气，体积比例为1：0.5：3.5：5）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应5小时后，关闭工艺气体，在氢气与氩气（体积比例为1：10）保护下降至室温。将固体产物取出，用0.3Mol/L的盐酸在30℃下处理2小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品（直径为1μm，长径比为200：1,比表面积为2350m2/g）。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为220F/g。
实施例18
将水合碳酸镁纤维模板（直径为1μm，长径为400：1）置于固定床中，在氩气中升温至650℃后，通入工艺气体（氢气、乙烯与氩气，体积比例为2：2.5：3）在同温度下分解。碳沉积在无机纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应1小时后，关闭工艺气体，在氢气与氮气（体积比例为2：1）保护下降至室温。将固体产物取出，用0.25Mol/L的盐酸在30℃下处理1小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品（直径为1μm，长径比为400,比表面积为2800m2/g）。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为230F/g。
实施例19
将硫酸镁纤维模板（直径为100μm，长径为20：1）置于移动床中，在氩气中升温至1050℃后，通入工艺气体（氢气、丙烯与甲苯与氩气，体积比例为5：1：2.5：5）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应1小时后，关闭工艺气体，在氢气与氩气（体积比例为1：5）保护下降至室温。将固体产物取出，用0.2Mol/L的盐酸在50℃下处理0.3小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品（直径为100μm，长径比为20：1,比表面积为2000m2/g）。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为165F/g。
实施例20
将碳酸锌纤维模板（直径为20μm，长径为50：1）置于流化床中，在氮气中升温至1150℃后，通入工艺气体（氢气、环己烷、异辛烷、苯乙烯与氩气，体积比例为5：1：2：2：1）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上。得到碳与无机纤维的复合物。反应2小时后，关闭工艺气体，在氢气与氦气（体积比例为2：5）保护下降至室温。将固体产物取出，用0.1Mol/L的盐酸在15℃下处理2.5小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品（直径为20μm，长径比为50：1,比表面积为1650m2/g）。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为150F/g。
实施例21
将碱式次氯酸镁纤维模板（直径为5μm，长径为500：1）置于移动床中，在氢气与CO2（比例为1：9）中升温至600℃后，通入工艺气体（氢气、异戊烷、环氧乙烷与氩气，体积比例为5：4.8：0.2：5）在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应1.5小时后，关闭工艺气体，在氢气与氩气（体积比例为2：0.1）保护下降至室温。将固体产物取出，用0.4Mol/L的硝酸在20℃下处理2小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品（直径为5μm，长径比为500：1,比表面积为2650m2/g）。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为185F/g。
实施例22
将水合氢氧化镁纤维模板（直径为0.05μm，长径为1500：1）置于流化床中，在氮气与CO2（比例为1：1）中升温至800℃后，通入工艺气体（氢气、丙烯、丁酮，环氧氯丙烷与氩气，体积比例为5：1：0.8：3：3），在同温度下分解。碳沉积在无机物纤维模板上，得到碳与无机纤维的复合物。反应1小时后，关闭工艺气体，在氢气与氩气（体积比例为2：0.1）保护下降至室温。将固体产物取出，用0.4Mol/L的硝酸在20℃下处理2小时。通过过滤，并用去离子水洗涤至中性，干燥后得到最终产品（直径为0.05μm，长径比为1500：1,比表面积为2650m2/g）。
在4V的超级电容器（以EMIBF4为电解液）中，在10A/g的扫速下，电极材料的比电容为240F/g。

Claims (9)

1.一种多级孔结构的石墨烯纤维，其特征在于，所述多级孔结构的石墨烯纤维的外径为0.01～100μm，长径比为20：1～2000：1，比表面积为500～2800m2/g。
2.一种制备权利要求1所述多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将无机物模板置于反应器中，在载气中升温至500-1200℃；
步骤2：通入含碳元素的工艺气体，在同温度下分解，并沉积在无机物模板上，得到碳与无机物模板的混合物，反应0.01-2小时后，关闭工艺气体，在氢气与惰性气体保护下降至室温；
步骤3：将固体产物取出，用0.1-0.5mol/L的盐酸或硝酸在5-90℃下处理0.1-4小时，之后过滤并用去离子水洗涤至中性、干燥后得到最终产品。
3.根据权利要求2所述制备多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，所述无机物模板的成分为水合碳酸镁、水合硫酸镁、氧化镁、氮化镁、水合氯化镁、六氨氯化镁、水合氢氧化镁、氢氧化镁、碱式碳酸镁、碱式次氯酸镁、氯酸镁、碳酸锌、硫酸锌、氢氧化锌或者氧化锌，其直径和长径比与所述多级孔结构的石墨烯纤维相同。
4.根据权利要求2所述制备多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，所述载气为氢气、氮气、氩气、氦气、CO、CO2或水蒸汽中的一种或以任意比例混合的多种。
5.根据权利要求2所述制备多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，所述含碳元素的工艺气体为氢气、碳源与惰性气体的混合物，三者体积比为（1-5）：（1-5）：（1-5），碳源为C1-C8有机化合物中任一种或以任意比例混合的多种，惰性气体为氩气、氦气或氮气中的一种或以任意比例混合的多种。
6.根据权利要求2所述制备多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气、氦气或氮气中的一种或以任意比例混合的多种。
7.根据权利要求2所述制备多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，所述在5-90℃下处理是将所有的固体泡在酸中，使能够溶于酸的物质溶解。
8.根据权利要求2所述制备多级孔结构的石墨烯纤维的方法，其特征在于，所述反应器包括：固定床，流化床与移动床。
9.权利要求1所述多级孔结构的石墨烯纤维用作超级电容器的电极材料的用途。
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