本發明屬于石墨烯技術領域，具體涉及一種石墨烯纖維的制備方法。

背景技術：

石墨烯是一種由碳原子構成的單層蜂窩狀結構的新材料，是其他維度碳材料的構造基礎。石墨烯具有很多獨特的性質，如高電子遷移率、高導熱系數、良好的彈性和剛度等。因此，將石墨烯組裝為宏觀的功能結構如纖維等，是實現石墨烯實際應用的重要途徑。

而如何設計一種簡便的、溫和地制備石墨烯纖維的方法一直在開發中。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種石墨烯纖維的制備新方法。

實現本發明目的采用的技術方案為：一種石墨烯纖維的制備方法，所述的石墨烯纖維由如下步驟制得：

1)將氧化石墨烯加入去離子水中，超聲分散后，得到分散均勻的氧化石墨烯水溶液；

2)將分散均勻的氧化石墨烯水溶液與氯乙酸混合，攪拌條件下將混合溶液加熱到60～80℃，保持其反應0.5～3小時，冷卻至室溫后用濾膜過濾，干燥后得到羧基化氧化石墨烯；

3)將羧基化氧化石墨烯超聲分散于N,N-二甲基甲酰中得到紡絲原液，最后通過濕法紡絲制得石墨烯纖維。

優選的，步驟1)中所述超聲分散時間為0.5～2小時，所述氧化石墨烯和去離子水的質量體積比為1mg：(1～3mL)。

步驟2)中所述的氯乙酸與氧化石墨烯的質量比為(30～50)：1，攪拌速度為50～200轉/分鐘。

步驟3)中羧基化氧化石墨烯與N,N-二甲基甲酰的質量體積比為1：(50～100mL)。

本發明的優點在于：

1)本發明方法工藝簡單，易于工業化生產，所制備的石墨烯纖維導電性能好，同時具有較高的柔性，在能源存儲器件、光伏器件、傳感器等領域有巨大的應用前景。

2)本發明通過選用氯乙酸改性制得羧基化氧化石墨烯，從而使得石墨烯纖維能夠進行濕紡的可能，因為石墨烯是一種典型的二維納米粒子，粒子間沒有傳統線形高分子那樣的鏈纏結作用。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的描述。

實施例1

1)將100mg氧化石墨烯加入100mL去離子水中，超聲分散0.5小時后，得到分散均勻的氧化石墨烯水溶液；

2)往分散均勻的氧化石墨烯水溶液中加入3g氯乙酸混合，然后在攪拌速度為50轉/分鐘條件下，將混合溶液加熱到80℃，保持其反應0.5小時，冷卻至室溫，用濾膜過濾，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聲分散于50mL N,N-二甲基甲酰中得到紡絲原液，最后通過濕法紡絲制得石墨烯纖維。

實施例2

1)將100mg氧化石墨烯加入200mL去離子水中，超聲分散1小時后，得到分散均勻的氧化石墨烯水溶液；

2)往分散均勻的氧化石墨烯水溶液中加入4g氯乙酸混合，然后在攪拌速度為100轉/分鐘條件下，將混合溶液加熱到60℃，保持其反應3小時，冷卻至室溫，用濾膜過濾，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聲分散于80mL N,N-二甲基甲酰中得到紡絲原液，最后通過濕法紡絲制得石墨烯纖維。

實施例3

1)將100mg氧化石墨烯加入300mL去離子水中，超聲分散2小時后，得到分散均勻的氧化石墨烯水溶液；

2)往分散均勻的氧化石墨烯水溶液中加入5g氯乙酸混合，然后在攪拌速度為200轉/分鐘條件下，將混合溶液加熱到70℃，保持其反應2小時，冷卻至室溫，用濾膜過濾，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聲分散于100mL N,N-二甲基甲酰中得到紡絲原液，最后通過濕法紡絲制得石墨烯纖維。