一种石墨烯/聚酰亚胺基碳气凝胶的制备方法

摘要

本发明属于纳米多孔材料-碳气凝胶技术领域，具体为一种氧化石墨烯交联的聚酰亚胺基碳气凝胶及其制备方法。本发明碳气凝胶采用氧化石墨烯交联聚酰胺酸气凝胶制备得到，其组成包括：氧化石墨烯、一种或多种水溶性聚酰亚胺前驱体-聚酰胺酸；其制备过程包括：将氧化石墨烯水溶液与聚酰亚胺的水溶性前驱体聚酰胺酸混合，通过溶胶-凝胶、冷冻干燥制备氧化石墨烯/聚酰胺酸气凝胶；通过热亚酰胺化、高温碳化处理制备石墨烯/聚酰亚胺基碳气凝胶。本发明方法无有毒试剂甲醛的使用，制得的碳气凝胶具有介孔、微孔和大孔三级三维网络孔洞结构，比表面积高、导电率高、物理化学性能稳定，是制备超级电容器等新能源器件的理想电极材料以及高性能吸附材料。

主权项

一种石墨烯/聚酰亚胺基碳气凝胶的制备方法，其特征在于具体步骤如下：（1）将氧化石墨烯分散于去离子水中，超声得到稳定分散的氧化石墨烯水溶液；氧化石墨烯水溶液的质量浓度为4~10 mg/mL；（2）将水溶性聚酰胺酸溶于氧化石墨烯水溶液中得到氧化石墨烯/聚酰胺酸溶液；氧化石墨烯/聚酰胺酸的质量比为2:100~10:100；（3）将氧化石墨烯/聚酰胺酸溶液搅拌后放置一段时间，通过溶胶‑凝胶过程，得到氧化石墨烯/聚酰胺酸水凝胶；（4）将氧化石墨烯/聚酰胺酸水凝胶在液氮中冷冻为固体，然后在冷冻干燥机中冷冻干燥，得到氧化石墨烯/聚酰胺酸气凝胶，记作GO‑PAA‑X；（5）将氧化石墨烯/聚酰胺酸气凝胶通过程序升温对其进行热亚酰胺化，得到石墨烯交联的聚酰亚胺气凝胶，即石墨烯/聚酰亚胺气凝胶，记作G‑PI‑X；（6）将石墨烯/聚酰亚胺气凝胶进行高温碳化，得到石墨烯/聚酰亚胺基碳气凝胶，记作GC‑X。