中國粉體網(wǎng)訊  石墨烯自從誕生以來，一直備受矚目,，憑借其特有的結(jié)構(gòu)和自身優(yōu)異的物理化學性質(zhì),，在生產(chǎn)、生活等各個方面都有著巨大的應(yīng)用前景,。石墨烯纖維是2011年才發(fā)展起來的一種以天然石墨為最初原料的新型碳質(zhì)纖維,，具有良好的機械性能、電學性能和導熱性能,，可用于導電織物,、散,、熱儲能等領(lǐng)域，將其他物質(zhì)引入到石墨烯纖維中還能夠得到特定功能的石墨烯復合纖維,。目前石墨烯纖維的制備方法主要有濕法紡絲法和模具成型法,。此外還包括一些其他方法，下面讓我們具體來看看石墨烯纖維的制備方法,。

制備方法

1,、電泳紡絲法

電泳紡絲法是利用電場的作用，驅(qū)動膠體溶液中的帶電粒子組裝成纖維,。

Jang Euiyun等人利用電泳自裝的方法,，在不借助任何聚合物和表面活性劑的情況下，制備了氧化石墨烯納米纖維,，經(jīng)過熱退火還原為石墨烯纖維,，研究并制備了性能優(yōu)異的場效應(yīng)管，并能在高電流狀態(tài)下長期穩(wěn)定工作,。

（a）提拉過程光學照片,，（b）利用電泳自組裝法制得的實心石墨烯纖維，（c）纖維斷裂截面,，（d）截面?zhèn)纫晥D

2,、模具法

將石墨烯溶液注入到提前制備好的孔筒狀容器，如具有細孔的四氯模具,、玻璃管,、毛細石英管、甚至塑料注射液軟管等的孔腔中,，干燥和熱還原后得到石墨烯纖維,。

（a）玻璃管，（b）石英毛細管,，（c）聚丙烯塑料管等模具法制備石墨烯纖維

模具法制備石墨烯纖維無需使用其他輔助性試劑,，只需要借助高溫還原或化學反應(yīng)即可得到石墨烯纖維，而且可以通過預(yù)先設(shè)置模板的辦法得到任意形狀的石墨烯纖維,，甚至中空結(jié)構(gòu)的石墨烯纖維,。

3、薄膜旋轉(zhuǎn)法

利用流延法或棒涂法將一定濃度的氧化石墨烯溶液在平板基底上制備成厚度均勻的氧化石墨烯薄膜,，然后將其揭起后裁剪成條,，在馬達的旋轉(zhuǎn)作用下紡織成氧化石墨烯纖維，甚至具有螺旋結(jié)構(gòu)的纖維,，再還原成石墨烯纖維,。

特點：

具有柔性可拉伸和可彎曲的特點，纖維內(nèi)部能形成貫通的空間,，具有較大的比表面積和孔隙率,。

4,、濕法紡絲法

濕法紡絲是利用機械裝置，將凝膠狀氧化石墨烯水溶液從微孔中擠出成絲,，并經(jīng)過溶液浸泡（凝固浴）成型,，再經(jīng)過高溫或者化學還原制得石墨烯纖維,。

特點：

能連續(xù)制備和直徑可控，制得的纖維強度很高,。經(jīng)過摻雜和超高溫還原可以得到極強的石墨烯纖維,。

濕法紡絲示意圖

5、卷曲法制備氧化石墨烯纖維

制備合適濃度的氧化石墨烯含水溶液,，利用刮涂法將含水GO溶液刮涂到聚四氟乙烯板上,，室溫干燥后揭下，然后將膜卷曲成纖維,。

研究進展

高超團隊通過化學氧化石墨法,，制得了高度可溶解的全單層go；發(fā)現(xiàn)并通過實驗證實了go的溶致液晶性,，研究了go向列相,、層狀相豐富的液晶相行為，確證了其液晶內(nèi)部的排列取向有序以及更高級的層狀有序結(jié)構(gòu)特征,。

他們利用液晶的預(yù)排列取向,，基于傳統(tǒng)高分子科學的液晶紡絲原理實現(xiàn)了石墨烯液晶的紡絲，首次制得了連續(xù)的石墨烯纖維,。從而完整解決了石墨烯連續(xù)紡絲的兩個難題,，研制了通過“石墨－液化石墨烯－石墨烯纖維”路徑常溫加工制備碳基纖維的新技術(shù)。 

朱宏偉團隊采用化學氣相沉積的石墨烯薄膜為原料,，將薄膜平鋪在水或乙醇液面上,，直接拉出數(shù)厘米石墨烯纖維。

曲良體團隊還分別通過Cu線模板法,、同軸紡絲技術(shù)制備了中空的石墨烯纖維,，在形貌上豐富了石墨烯纖維家族。

曹安源團隊采用濕紡法制備了石墨烯帶,，并將pt納米粒子引入體系,，制備了性能良好的超級電容器，比電容達828Ｆ.g-1,。

俞書宏團隊,，傅強團隊和朱美芳團隊也采用GO液晶濕法紡絲方法實現(xiàn)了連續(xù)的石墨烯纖維制備。