一种常压干燥制备石墨烯交联型有机气凝胶及炭气凝胶的方法

摘要

本发明涉及一种常压干燥制备石墨烯交联型有机气凝胶及炭气凝胶的方法。该方法以酚类(P)、胺类、醛类、催化剂和溶剂为反应体系，以含有活性官能团的石墨烯类物质为交联剂，固化得到有机凝胶，然后在常压干燥下即可得到有机气凝胶。而且将该有机气凝胶在惰性气氛中500-1600℃热解可得到石墨烯交联型炭气凝胶。本发明所提出的有机气凝胶及炭气凝胶的制备方法，工艺简单快速，不仅避免了常规超临界干燥工艺，并且制备出以石墨烯为骨架的新型有机气凝胶及炭气凝胶材料，具有新的性能和广阔的应用前景，有望实现炭气凝胶的工业化生产。

主权项

一种常压干燥石墨烯交联型有机气凝胶和炭气凝胶的方法，其特征在于：该方法以酚类、胺类、醛类、催化剂和溶剂为反应体系，以含有活性官能团的石墨烯类物质为交联剂，固化得到有机凝胶；然后在常压下直接干燥或者加热烘干即可得到有机气凝胶；而且将该有机气凝胶在惰性气氛中热解可得到石墨烯交联型炭气凝胶；其中各种物质的配比为：酚类、醛类、胺类的摩尔比为1:(2‑4):(0‑1)；每升溶剂中含有反应单体为50‑400克，所述反应单体为酚类、醛类和胺类，每升溶剂中含有石墨烯类物质的质量为5‑200g，催化剂的用量为：酚类:催化剂摩尔比(5‑500):1；其中工艺特征为：(1)将各种反应物直接混合，或者酚类、胺类、醛类在催化剂和溶剂作用下，预先反应生成预聚体，再加入交联剂，在20‑100℃下加热5‑180分钟得到石墨烯交联型有机水凝胶，然后老化0.5‑7天得到有机凝胶；(2)将(1)所得有机凝胶置于常压下20‑120℃下干燥10分钟‑72小时得到石墨烯交联型有机气凝胶；(3)将(2)所得有机气凝胶，在惰性气氛中热解500‑1600℃下加热5‑180分钟得到石墨烯交联型炭气凝胶。