纺织学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (01): 1-5.doi: 10.13475/j.fzxb.20170603605

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石墨烯纤维的湿法纺制及其性能

  

  • 收稿日期:2017-06-13 修回日期:2017-11-10 出版日期:2018-01-15 发布日期:2018-01-16

Preparation and properties of wet-spinning graphene fibers

  • Received:2017-06-13 Revised:2017-11-10 Online:2018-01-15 Published:2018-01-16

摘要:

为更好地实现石墨烯纤维在功能性纺织品领域的宏观应用,以一定浓度的氧化石墨溶液为纺丝液,氯化钙溶液为凝固浴,通过湿法纺丝制备氧化石墨纤维,经氢碘酸还原获得石墨烯纤维。采用X射线光电子能谱和透射电子显微镜分别对氧化石墨烯纺丝液的氧化程度和结构形貌进行表征,发现氧化石墨烯的氧化程度高,其碳氧比约为1:1,并表现出轻薄片层的褶皱形貌。研究了不同质量分数的氯化钙凝固浴对石墨烯纤维拉伸强度的影响,结果表明,当氯化钙质量分数为20%时,所制石墨烯纤维的电导率为180 S/cm,拉伸强度为892 MPa,表现出良好的导电性和机械柔韧性。

关键词: 石墨烯纤维, 湿法纺丝, 凝固浴, 导电性, 拉伸强度

Abstract:

In order to better realize the application of graphene fibers in function textile area, the graphene oxides fiber were prepared by wet-spinning method using graphene oxides solution as spinning dope and calcium chloride solution with different content as coagulation bath. The graphene fibers were obtained by chemical reduction of the as-prepared graphene oxides fibers in the aqueous solution of hydroiodic acid. The oxidation degree and structure morphology of graphene oxides were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and transmission electron microscopy (TEM), which indicated that the carbon and oxygen atom value of graphene oxides was 1:1, and graphene oxides showed thin and crumpled morphology. The influence of tensile strength was researched by CaCl2 coagulation bath with different mass fraction. The graphene fibers derived from 20% CaCl2 coagulation bath, exhibited high electrical conductivity of 180 S/ cm and good tensile strength of 892 MPa.

Key words: graphene fibers, wet-spinning, coagulation bath, conductivity, tensile strength

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