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专利号: 2018110456911
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机高分子化合物;其制备或化学加工;以其为基料的组合物
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种氧化石墨烯气凝胶,其特征在于:所述氧化石墨烯气凝胶为三维网络结构,其包括氧化石墨烯片层、被氧化石墨烯片层包围的空隙以及位于氧化石墨烯片层之间或者吸附在氧化石墨烯片层表面的双电性甲壳素纳米纤维。

2.一种氧化石墨烯气凝胶的制备方法,包括下述步骤:制备氧化石墨烯-双电性甲壳素纳米纤维杂化粒子的悬浮液,流延成膜,经过干燥得到层层堆积的氧化石墨烯-双电性甲壳素纳米纤维杂化膜;将所得氧化石墨烯-双电性甲壳素纳米纤维杂化膜置于膨胀剂中浸泡后,经干燥得到氧化石墨烯气凝胶;所述制备氧化石墨烯-双电性甲壳素纳米纤维杂化粒子的悬浮液的步骤包括:将氧化石墨烯与双电性甲壳素纳米纤维在水反应体系中混合,控制氧化石墨烯和双电性甲壳素纳米纤维的比例,调节水反应体系的pH使得氧化石墨烯与双电性甲壳素纳米纤维杂化结合且所述氧化石墨烯-甲壳素纳米纤维杂化纳米粒子在水中可稳定分散。

3.一种还原氧化石墨烯气凝胶,其特征在于:所述还原氧化石墨烯气凝胶为三维网络结构,其包括还原氧化石墨烯片层、被还原氧化石墨烯片层包围的空隙以及位于还原氧化石墨烯片层之间或者吸附在还原氧化石墨烯片层表面的双电性甲壳素纳米纤维。

4.一种还原氧化石墨烯气凝胶的制备方法,其包括根据权利要求2所述的制备方法制备氧化石墨烯气凝胶的步骤;还包括将氧化石墨烯气凝胶进行热还原的步骤。

5.如权利要求1所述的氧化石墨烯气凝胶,其特征在于:所述氧化石墨烯气凝胶的密度为3-20mg/cm3;

和/或,所述氧化石墨烯气凝胶具有各向异性。

6.根据权利要求3所述的还原氧化石墨烯气凝胶,其特征在于:所述还原氧化石墨烯气凝胶的密度为1-6mg/cm3;

和/或,所述还原氧化石墨烯气凝胶具有各向异性;

和/或,所述还原氧化石墨烯气凝胶在起始压缩-回弹过程中的能量损耗因子为0.5-

0.6;

和/或,所述还原氧化石墨烯气凝胶的体积压缩至80%-99%时,可选地压缩至85%-

99%时,进一步可选地压缩至90%-99%时,可反复压缩回弹至少10000次。

7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:氧化石墨烯与双电性甲壳素纳米纤维在水反应体系中混合时,氧化石墨烯与双电性甲壳素纳米纤维的质量比为0.5-99∶1;可选地为0.5-20∶1;

和/或,调节水反应体系中的pH小于等于双电性甲壳素纳米纤维的等电点,并且使氧化石墨烯-双电性甲壳素纳米纤维杂化粒子在水中不聚集;

和/或,所述膨胀剂为可与氧化石墨烯表面的含氧基团反应产生气体的膨胀剂;可选地为水合肼或硼氢化钠中的至少一种;

和/或,当所述膨胀剂为水合肼水溶液时,所述水合肼水溶液的浓度为50-98%,可选地为98%;当所述膨胀剂为硼氢化钠水溶液时,所述硼氢化钠水溶液的浓度为5-50mg/ml,可选地为5-20mg/mL,进一步可选地为5mg/mL,10mg/mL,20mg/mL;

和/或,当所述膨胀剂为水合肼水溶液时,浸泡的温度为20-100℃;当所述膨胀剂为硼氢化钠水溶液时,浸泡的温度为15-30℃;

和/或,当所述膨胀剂为水合肼水溶液时,浸泡的时间为0.5-2h;当所述膨胀剂为硼氢化钠水溶液时,浸泡的时间为0.5-20min;

和/或,将层层堆积的氧化石墨烯-双电性甲壳素纳米纤维杂化膜置于膨胀剂中浸泡后,所述干燥的方式包括常压干燥、超临界干燥或冷冻干燥中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:

所述热还原的步骤包括:将氧化石墨烯气凝胶在200-3000℃的热还原温度下处理0.5-

5h;

和/或,氧化石墨烯与双电性甲壳素纳米纤维在水反应体系中混合时,氧化石墨烯与双电性甲壳素纳米纤维的质量比为0.5-99∶1;可选地为0.5-20∶1;

和/或,调节水反应体系中的pH小于等于双电性甲壳素纳米纤维的等电点,并且使氧化石墨烯-双电性甲壳素纳米纤维杂化粒子在水中不聚集;

和/或,所述膨胀剂为可与氧化石墨烯表面的含氧基团反应产生气体的膨胀剂;可选地为水合肼或硼氢化钠中的至少一种;

和/或,当所述膨胀剂为水合肼水溶液时,所述水合肼水溶液的浓度为50-98%,可选地为98%;当所述膨胀剂为硼氢化钠水溶液时,所述硼氢化钠水溶液的浓度为5-50mg/ml,可选地为5-20mg/mL,进一步可选地为5mg/mL,10mg/mL,20mg/mL;

和/或,当所述膨胀剂为水合肼水溶液时,浸泡的温度为20-100℃;当所述膨胀剂为硼氢化钠水溶液时,浸泡的温度为15-30℃;

和/或,当所述膨胀剂为水合肼水溶液时,浸泡的时间为0.5-2h;当所述膨胀剂为硼氢化钠水溶液时,浸泡的时间为0.5-20min;

和/或,将氧化石墨烯-双电性甲壳素纳米纤维杂化膜置于膨胀剂中浸泡后,所述干燥的方式包括常压干燥、超临界干燥或冷冻干燥中的至少一种。

9.根据权利要求2所述的制备方法或权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述氧化石墨烯包括Hummers法制得的氧化石墨烯或改进的Hummers法制得的氧化石墨烯;

和/或,所述双电性甲壳素纳米纤维为表面同时带有氨基和羧基的甲壳素纳米纤维。

10.权利要求1所述的氧化石墨烯气凝胶或权利要求2制备得到的氧化石墨烯气凝胶或权利要求3所述的还原氧化石墨烯气凝胶或权利要求4制备得到的还原氧化石墨烯气凝胶在制备具有压缩回弹性能的元件中的应用和/或制备有机溶剂吸附剂中的应用。