CN105887244B - 一种石墨烯纤维 - Google Patents
一种石墨烯纤维 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105887244B CN105887244B CN201610474260.1A CN201610474260A CN105887244B CN 105887244 B CN105887244 B CN 105887244B CN 201610474260 A CN201610474260 A CN 201610474260A CN 105887244 B CN105887244 B CN 105887244B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- fiber
- graphene oxide
- graphene fiber
- ultrasonic disperse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 64
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000002166 wet spinning Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical class CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- FDRCDNZGSXJAFP-UHFFFAOYSA-M sodium chloroacetate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)CCl FDRCDNZGSXJAFP-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 abstract description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
- D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种石墨烯纤维，该石墨烯纤维的电导率为2.0×104～2.2×104S·m‑1，该石墨烯纤维由如下步骤制得：1)将氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散后，得到分散均匀的氧化石墨烯水溶液；2)将分散均匀的氧化石墨烯水溶液与氯乙酸混合，搅拌条件下将混合溶液加热反应，冷却至室温后用滤膜过滤，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；3)将羧基化氧化石墨烯超声分散于N,N‑二甲基甲酰中得到纺丝原液，最后通过湿法纺丝制得石墨烯纤维。本发明的石墨烯纤维，其制备方法简单，易于工业化，石墨烯纤维导电性能好，同时具有较高的柔性，在能源存储器件、光伏器件、传感器等领域有巨大的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于石墨烯技术领域，具体涉及一种石墨烯纤维。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子构成的单层蜂窝状结构的新材料，是其他维度碳材料的构造基础。石墨烯具有很多独特的性质，如高电子迁移率、高导热系数、良好的弹性和刚度等。因此，将石墨烯组装为宏观的功能结构如纤维等，是实现石墨烯实际应用的重要途径。
而如何设计一种简便的、温和地方法制得石墨烯纤维是研究热点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯纤维。
实现本发明目的采用的技术方案为：一种石墨烯纤维，该石墨烯纤维的电导率为2.0×104～2.2×104S·m-1，该石墨烯纤维由如下步骤制得：
1)将氧化石墨烯加入去离子水中，超声分散后，得到分散均匀的氧化石墨烯水溶液；
2)将分散均匀的氧化石墨烯水溶液与氯乙酸混合，搅拌条件下将混合溶液加热到60～80℃，保持其反应0.5～3小时，冷却至室温后用滤膜过滤，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
3)将羧基化氧化石墨烯超声分散于N,N-二甲基甲酰中得到纺丝原液，最后通过湿法纺丝制得石墨烯纤维。
优选的，步骤1)中所述超声分散时间为0.5～2小时，所述氧化石墨烯和去离子水的质量体积比为1mg：(1～3mL)。
步骤2)中所述的氯乙酸与氧化石墨烯的质量比为(30～50)：1，搅拌速度为50～200转/分钟。
步骤3)中羧基化氧化石墨烯与N,N-二甲基甲酰的质量体积比为1：(50～100mL)。
本发明的优点在于：
1)本发明的石墨烯纤维，其制备方法简单，易于工业化，石墨烯纤维导电性能好，同时具有较高的柔性，在能源存储器件、光伏器件、传感器等领域有巨大的应用前景。
2)本发明的石墨烯纤维在制备过程中，通过选用氯乙酸改性制得羧基化氧化石墨烯，从而使得石墨烯纤维能够进行湿纺的可能，因为石墨烯是一种典型的二维纳米粒子，粒子间没有传统线形高分子那样的链缠结作用。
3)本发明的石墨烯纤维，具有较好的导电性，电导率为2.0×104～2.2×104S·m-1。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
1)将100mg氧化石墨烯加入100mL去离子水中，超声分散0.5小时后，得到分散均匀的氧化石墨烯水溶液；
2)往分散均匀的氧化石墨烯水溶液中加入3g氯乙酸混合，然后在搅拌速度为50转/分钟条件下，将混合溶液加热到80℃，保持其反应0.5小时，冷却至室温，用滤膜过滤，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
3)取100mg羧基化氧化石墨烯超声分散于50mL N,N-二甲基甲酰中得到纺丝原液，最后通过湿法纺丝制得石墨烯纤维。
实施例2
1)将100mg氧化石墨烯加入200mL去离子水中，超声分散1小时后，得到分散均匀的氧化石墨烯水溶液；
2)往分散均匀的氧化石墨烯水溶液中加入4g氯乙酸混合，然后在搅拌速度为100转/分钟条件下，将混合溶液加热到60℃，保持其反应3小时，冷却至室温，用滤膜过滤，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
3)取100mg羧基化氧化石墨烯超声分散于80mL N,N-二甲基甲酰中得到纺丝原液，最后通过湿法纺丝制得石墨烯纤维。
实施例3
1)将100mg氧化石墨烯加入300mL去离子水中，超声分散2小时后，得到分散均匀的氧化石墨烯水溶液；
2)往分散均匀的氧化石墨烯水溶液中加入5g氯乙酸混合，然后在搅拌速度为200转/分钟条件下，将混合溶液加热到70℃，保持其反应2小时，冷却至室温，用滤膜过滤，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
3)取100mg羧基化氧化石墨烯超声分散于100mL N,N-二甲基甲酰中得到纺丝原液，最后通过湿法纺丝制得石墨烯纤维。
Claims (1)
1.一种石墨烯纤维，其特征在于：该石墨烯纤维由如下步骤制得：
1）将100mg氧化石墨烯加入200mL去离子水中，超声分散1小时后，得到分散均匀的氧化石墨烯水溶液；
2）往分散均匀的氧化石墨烯水溶液中加入4g氯乙酸混合，然后在搅拌速度为100转/分钟条件下，将混合溶液加热到60℃，保持其反应3小时，冷却至室温，用滤膜过滤，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；
3）取100mg羧基化氧化石墨烯超声分散于80mL N,N- 二甲基甲酰胺中得到纺丝原液，最后通过湿法纺丝制得石墨烯纤维。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610474260.1A CN105887244B (zh) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | 一种石墨烯纤维 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610474260.1A CN105887244B (zh) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | 一种石墨烯纤维 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105887244A CN105887244A (zh) | 2016-08-24 |
| CN105887244B true CN105887244B (zh) | 2018-02-27 |
Family
ID=56718957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610474260.1A Active CN105887244B (zh) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | 一种石墨烯纤维 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105887244B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107653519A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-02-02 | 南京旭羽睿材料科技有限公司 | 一种石墨烯纤维的制备方法 |
| CN110158193A (zh) * | 2018-04-12 | 2019-08-23 | 济南开发区星火科学技术研究院 | 基于改性石墨烯的高分子材料的制备方法 |
| CN115262035B (zh) * | 2021-04-30 | 2024-06-04 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种石墨烯纳米纤维材料及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060042020A1 (en) * | 2002-12-20 | 2006-03-02 | Novozymes North America, Inc. | Treatment of fabrics, fibers, or yarns |
| JP4279576B2 (ja) * | 2003-03-13 | 2009-06-17 | 拓夫 坂井 | 抗菌性天然繊維および布帛並びにその製造方法 |
| EP4159833A3 (en) * | 2009-12-09 | 2023-07-26 | The Procter & Gamble Company | Fabric and home care products |
| CN102534868B (zh) * | 2011-12-26 | 2013-09-04 | 浙江大学 | 一种高强度宏观石墨烯导电纤维的制备方法 |
-
2016
- 2016-06-27 CN CN201610474260.1A patent/CN105887244B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105887244A (zh) | 2016-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105523541B (zh) | 杂原子掺杂的多孔碳空心微球及其制备方法 | |
| CN106365142B (zh) | 一种基于化学交联的高比表面积高电导率石墨烯复合碳气凝胶的制备方法 | |
| CN105887244B (zh) | 一种石墨烯纤维 | |
| CN103537236B (zh) | 一种石墨烯气凝胶的制备方法 | |
| CN101993064B (zh) | 一种制备亲水性石墨烯的方法 | |
| CN107747106B (zh) | 氮、硫掺杂的三维碳纳米网络负载二硫化钼纳米材料及制备 | |
| CN103935986B (zh) | 一种以生物碳源材料高产率制备石墨烯的方法 | |
| CN106120024A (zh) | 一种石墨烯纤维的制备方法 | |
| CN106517171B (zh) | 一种石墨烯气凝胶的制备方法 | |
| CN104925796B (zh) | 一种多孔类石墨烯材料的制备方法 | |
| CN106145094B (zh) | 一种石墨烯-无机纳米颗粒复合膜及其制备方法 | |
| CN105948029A (zh) | 一种石墨烯卷/碳纳米管复合气凝胶材料及其制备和应用 | |
| CN105322147B (zh) | 一种二硫化钨/碳纳米纤维/石墨烯复合材料及其制备方法 | |
| CN107473261A (zh) | 一种氧化锌/还原氧化石墨烯复合材料的制备方法 | |
| CN105174249B (zh) | 高性能石墨烯膜与纤维及其凝胶转化制备方法 | |
| CN103303901B (zh) | 一种在石墨烯表面生长碳纳米管的方法 | |
| CN104386676B (zh) | 一种石墨烯的制备方法 | |
| CN103966699A (zh) | 一种石墨烯纤维的制备方法 | |
| CN103613093B (zh) | 一种用氢气还原制备石墨烯的方法 | |
| KR20170072065A (ko) | 질소 원소가 도핑된 그라핀 조립체 및 이의 제조방법 | |
| CN104692364B (zh) | 一种液氮冷淬制备超分散石墨烯的方法 | |
| CN105731446A (zh) | 一种超高比表面积硫氮共掺杂多孔石墨烯的制备方法及产品 | |
| CN107394127A (zh) | 一种二硫化钼‑石墨烯气凝胶电极材料制备方法 | |
| CN104988658A (zh) | 一种SiC纳米纤维非织造材料的制备方法 | |
| CN110451490A (zh) | 一种多孔石墨烯材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210121 Address after: 215400 No. 20, Jian Xiong Road, science and Education Town, Taicang, Suzhou, Jiangsu Patentee after: SUZHOU YUANLUE INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION Co.,Ltd. Address before: 215400 Building 1, no.6, Beijing West Road, Taicang Economic Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee before: SUZHOU YUXI NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240409 Address after: Room 905-910, Building 1, Huadu Jiahua Plaza, No. 185 Yingbin Avenue, Huadu District, Guangzhou City, Guangdong Province, 510000 (Airport Huadu) Patentee after: Haili (Guangzhou) Biotechnology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 215400 No. 20, Jian Xiong Road, science and Education Town, Taicang, Suzhou, Jiangsu Patentee before: SUZHOU YUANLUE INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION CO.,LTD. Country or region before: China |