柔性石墨烯膜和柔性石墨烯基复合材料膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107500271A(43)申请公布日2017.12.22(21)申请号201710771570.4(22)申请日2017.08.31(71)申请人北京化工大学地址100029北京市朝阳区北三环东路15号(72)发明人李晓锋廖凯宁于中振黄茹玲(74)专利代理机构北京五月天专利商标代理有限公司11294代理人吴宝泰(51)Int.Cl.C01B32/184(2017.01)C01B33/12(2006.01)C01G49/06(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图8页(54)发明名称柔性石墨烯膜和柔性石墨烯基复合材料膜及其制备方法(57)摘要本发明涉及柔性石墨烯膜和柔性石墨烯基复合材料膜及其制备方法，分别通过对氧化石墨烯膜以及氧化石墨烯复合膜进行热处理膨胀而得到，热处理过程中膜厚度膨胀倍数控制在2-20倍之间，所述石墨烯膜及其复合膜在厚度方向上具有多孔结构，所述石墨烯膜及其复合膜具有优异的柔韧可折叠性能，折叠后迅速恢复到原形状且不留折痕，具有弹性体类似的折叠回弹行为，且制备方法简单，操作方便。CN107500271ACN107500271A权利要求书1/2页1.一种柔性石墨烯膜，其特征在于，所述石墨烯膜通过对氧化石墨烯膜进行热还原处理而得到，且在所述石墨烯膜厚度取向上具有多孔结构，所述石墨烯膜可被折叠，且在对所述折叠复原后，在所述石墨烯膜的折叠处不发生塑性形变；所述柔性石墨烯膜的厚度为1-500μm。2.根据权利要求1所述的柔性石墨烯膜，其特征在于，所述氧化石墨烯膜为将氧化石墨烯粉体压制成膜或氧化石墨粉体经分散液成膜处理而得到；所述氧化石墨烯膜的厚度为0.5-100μm；所述还原处理为热还原处理；相对于所述氧化石墨烯膜的厚度，所述柔性石墨烯膜的厚度的膨胀倍数为2-20倍；所述折叠为单重折叠或多重折叠，折叠角度为小于或等于180°。3.一种柔性石墨烯膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将氧化石墨烯粉体压制成膜或将氧化石墨粉体经分散液成膜处理；步骤2：对氧化石墨烯膜进行热还原处理而得到石墨烯膜的步骤，所述石墨烯膜在厚度取向上具有多孔结构，所述石墨烯膜可被折叠，且在对所述折叠复原后，在所述石墨烯膜的折叠处不发生塑性形变；所述柔性石墨烯膜的厚度为1-500μm；相对于所述氧化石墨烯膜的厚度，所述柔性石墨烯膜的厚度的膨胀倍数为2-20倍。4.根据权利要求3所述的柔性石墨烯膜的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯膜的厚度为0.5-100μm；所述折叠为单重折叠或多重折叠，折叠角度为小于或等于180°。5.根据权利要求3所述的柔性石墨烯膜的制备方法，其特征在于，步骤1中所述分散液的浓度为0.01-100mg/mL；所述分散液中采用的分散溶剂选自水或有机溶剂中的一种或多种；步骤1中所述成膜处理选自：真空抽滤成膜、溶剂挥发成膜、旋涂成膜、喷涂成膜以及溶液表面/界面组装成膜中的一种。6.根据权利要求3中任一项所述的柔性石墨烯膜的制备方法，其特征在于，步骤2中所述还原处理包括如下步骤：氧化石墨烯膜在惰性气体氛围中加热，进行热还原，加热温度为300-3000℃，加热时间为1min-4h；优选地，加热温度为500-2000℃，加热时间为2-3h。7.一种柔性石墨烯基复合材料膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将其它材料与氧化石墨烯粉体混合压制成膜，或将其它材料与氧化石墨粉体混合经分散液成膜处理，或将其它材料前驱体与氧化石墨粉体混合后原位生成其它材料前驱体与氧化石墨烯混合粉体经分散液成膜处理或混合粉体压制成膜的步骤；步骤2：对氧化石墨烯基复合膜进行热处理而得到石墨烯基复合材料膜的步骤；所述石墨烯基复合材料膜在厚度取向上具有多孔结构，所述石墨烯基复合材料膜可被折叠，且在对所述折叠复原后，在所述石墨烯基复合材料膜的折叠处不发生塑性形变；所述氧化石墨烯基复合材料膜的厚度为1-500μm；相对于所述氧化石墨烯基复合材料膜的厚度，所述石墨烯基复合材料膜的厚度的膨胀倍数为2-20倍。8.根据权利要求7所述的柔性石墨烯基复合材料膜的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯基复合材料膜的厚度为0.5-100μm；所述折叠为单重折叠或多重折叠，折叠角度为小于或等于180°；所述柔性石墨烯基复合材料中其他材料为无机纳米材料，包括金属、金属氧化物及硫化物、碳化物、氮化物或其他陶瓷材料的一种或多种；其他材料以纳米颗粒、纳米纤维或纳米片的形式与石墨烯复合；所述金属选自金、银等的一种或几种，所述金属氧化物2CN107500271A权利要求书2/2页及硫化物选自TiO2、ZnO2，Al2O3、MoS2等中的一种或几种，所述碳化物选自SiC等，所述氮化物选自BN，Si3N4，AlN等