為40~60min，優(yōu)選為45~55min。加 入高猛酸鉀后，繼續(xù)攪拌溶液，所述攪拌的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為150~250轉(zhuǎn)/分，攪拌的時(shí)間優(yōu)選 為12~24小時(shí)。攪拌結(jié)束后，將得到的混合溶液進(jìn)行靜置，所述靜置的時(shí)間優(yōu)選為5~10 天，更優(yōu)選為6~9天。在靜置的過(guò)程中，優(yōu)選將所述混合溶液進(jìn)行人工攪拌2~4次。
[0046] 在得到中間反應(yīng)液后，向所述反應(yīng)液中添加去離子水及雙氧水進(jìn)行反應(yīng)。其中，所 述石墨與去離子水的質(zhì)量比為1: (40~200)，優(yōu)選為1 : (50~180);所述石墨與雙氧水的 質(zhì)量比為1:出~10)，優(yōu)選為1: (7~9)。本發(fā)明所述去離子水以及雙氧水的添加方式優(yōu) 選為邊攪拌反應(yīng)液邊添加去離子水以及雙氧水。反應(yīng)結(jié)束后，得到最終反應(yīng)液。
[0047] 將所述最終反應(yīng)液進(jìn)行離心水洗，得到氧化石墨烯溶液。在本發(fā)明中，所述離心水 洗優(yōu)選按照如下方式進(jìn)行：
[0048] 在10000~14000轉(zhuǎn)/分的條件下進(jìn)行離心水洗8~lOmin，直至出現(xiàn)氧化石墨稀 棕色層，去除上清液移取收集氧化石墨烯層，在該過(guò)程中維持溶液總體積不變；
[0049] 將底層沉淀合并，按照上述方法繼續(xù)離心水洗3~5次，合并上述離心水洗后的氧 化石墨稀層，得到氧化石墨稀溶液，所述氧化石墨稀溶液為未透析氧化石墨稀溶液。
[0050] 另外，本發(fā)明在離心水洗過(guò)程中，還包括震蕩或攪拌的步驟，以促進(jìn)氧化石墨烯的 分散。
[0051] 將所述氧化石墨烯溶液進(jìn)行離心濃縮，倒去上清液及低粘度上層小片氧化石墨烯 溶液，取出下層高粘度氧化石墨烯溶液。所述離心濃縮的離心轉(zhuǎn)速為12000~14000轉(zhuǎn)/ 分，優(yōu)選為12500~13500轉(zhuǎn)/分；時(shí)間為30~40min ;次數(shù)為2~3次。收集離心濃縮后 的高粘度氧化石墨烯溶液，得到最終的濕紡用氧化石墨烯溶液。
[0052] 本發(fā)明還提供了一種由上述制備方法制備得到的濕紡用氧化石墨烯溶液。
[0053] 本發(fā)明還提供了一種石墨烯纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0054] a)將上述濕紡用氧化石墨烯溶液注入交聯(lián)劑凝固浴溶液，進(jìn)行濕法紡絲，得到氧 化石墨烯纖維；
[0055] b)將所述氧化石墨烯纖維進(jìn)行還原，得到石墨烯纖維。
[0056] 本發(fā)明將所述濕紡用氧化石墨烯進(jìn)行濕法紡絲，得到氧化石墨烯纖維。具體的，將 所述濕紡用氧化石墨烯溶液與離子交聯(lián)劑混合，進(jìn)行濕法紡絲，得到氧化石墨烯纖維。所述 交聯(lián)劑凝固浴溶液為乙二胺/乙酸/水/乙醇混合液、聚醚胺/乙酸/水混合液、聚酰胺-胺 樹(shù)枝狀聚合物/水/乙醇混合液或1- (3-二甲基氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽/1-羥 基苯并三唑/水/乙醇混合液。所述乙二胺/乙酸/水/乙醇混合液中，所述乙二胺的質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為〇. 3wt%~0. 6wt%，所述乙酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 08wt%~0. 12wt%，所述乙醇和水 的體積比1 : (3~5)。所述聚酰胺-胺樹(shù)枝狀聚合物/水/乙醇混合液中，所述聚酰胺-胺 樹(shù)枝狀聚合物的體積分?jǐn)?shù)為0. 08%~0. 12%，所述乙醇和水的體積比1 : (0. 8~1. 2)。所 述1-(3-二甲基氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽/1-羥基苯并三唑/水/乙醇混合液 中，所述1-(3-二甲基氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0. 04wt %~ 0. 10wt%、所述1-羥基苯并三唑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 02wt%~0. 06wt%，所述水和乙醇體積比 1: (0·8 ~1. 2)〇
[0057] 本發(fā)明對(duì)所述的濕法紡絲的方法并沒(méi)有特殊限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的濕法紡 絲的方法即可。
[0058] 得到氧化石墨烯纖維后，將所述氧化石墨烯纖維進(jìn)行還原，得到石墨烯纖維。本 發(fā)明對(duì)所述還原的方法并沒(méi)有特殊限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的氧化石墨烯纖維還原的方 法即可。在本發(fā)明中，所述還原的方法包括采用還原劑還原或高溫碳化還原，所述還原劑 選自氫碘酸或水合肼，優(yōu)選為氫碘酸。所述氧化石墨烯纖維所用的氫碘酸還原劑的濃度為 20wt%~60wt%，優(yōu)選為30wt% _40wt%，還原溫度為70~10CTC，優(yōu)選為80~90°C。
[0059] 在將所述氧化石墨烯纖維進(jìn)行還原之后，還包括洗滌干燥的步驟。本發(fā)明對(duì)所述 洗滌干燥的方法并沒(méi)有特殊限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的洗滌干燥的方法即可。本發(fā)明優(yōu) 選采用水對(duì)氧化石墨烯纖維進(jìn)行洗滌。所述干燥的溫度為80°C，所述干燥的時(shí)間為12h。
[0060] 本發(fā)明還提供了一種上述制備方法制備得到的石墨烯纖維。
[0061] 本發(fā)明將氧化石墨烯溶液進(jìn)行離心濃縮便得到了最終濕紡用氧化石墨烯溶液。該 濕紡用氧化石墨烯溶液的制備方法簡(jiǎn)化了操作流程，省去了超聲、透析、預(yù)膨脹等過(guò)程，實(shí) 驗(yàn)制備過(guò)程簡(jiǎn)單，條件易于控制，可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。另外，本發(fā)明提供的制備方法制備出 的濕紡濃氧化石墨烯溶液質(zhì)量穩(wěn)定、水溶性好、濃度可控、得到的石墨烯纖維尺寸易調(diào)。
[0062] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的濕紡用氧化石墨烯溶液 及其制備方法以及一種石墨烯纖維及其制備方法進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí) 施例的限制。
[0063] 實(shí)施例1
[0064] 將5g石墨和3. 75g硝酸鈉溶解在160ml 98 %硫酸溶液中，200轉(zhuǎn)/分機(jī)械攪拌 30min，緩慢逐步加入20g高錳酸鉀，添加時(shí)間在40min左右，繼續(xù)攪拌20h，靜止7天，緩慢 添加300ml去離子水及20ml雙氧水（邊攪拌邊加入），反復(fù)離心水洗（10000轉(zhuǎn)/分，IOmin) 至出現(xiàn)氧化石墨烯棕色層（該過(guò)程維持溶液總體積不變），倒掉上清液移取收集中間棕色 氧化石墨烯層（無(wú)亮晶色顆粒），底層沉淀合并并繼續(xù)離心水洗3次，進(jìn)而初步得到未透析 氧化石墨稀溶液，將此溶液進(jìn)一步離心濃縮（14000轉(zhuǎn)/分，30min，倒去上清液及低粘度上 層小片氧化石墨烯溶液，取出下層高粘度氧化石墨烯溶液（注底層無(wú)亮晶色顆粒去除），收 集并繼續(xù)重復(fù)離心濃縮2-3次），便得到了濕紡用氧化石墨烯溶液。
[0065] 將本實(shí)施例制備得到的濕紡用氧化石墨烯溶液進(jìn)行透射電子顯微鏡觀察，結(jié)果見(jiàn) 圖1，圖1為實(shí)施例1制備的濕紡用氧化石墨烯溶液的透射電鏡照片，由圖1可知氧化石墨 烯表面光滑無(wú)雜質(zhì)，水溶液中分散均勻、堆積顯現(xiàn)較少且片層較大。
[0066] 將本實(shí)施例制備的濕紡用氧化石墨烯溶液進(jìn)行原子力顯微鏡觀察，結(jié)果見(jiàn)圖2和 圖3,圖2為實(shí)施例1制備的濕紡用氧化石墨烯溶液的原子力顯微鏡照片，圖3為實(shí)施例1 制備的濕紡用氧化石墨烯溶液中的氧化石墨烯的原子力顯微鏡分析相應(yīng)的高度曲線圖。由 圖2和圖3可知，制備的濕紡用氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的片層厚度約為lnm，為單層 氧化石墨稀結(jié)構(gòu)。
[0067] 實(shí)施例2
[0068] 將5g石墨和4g硝酸鉀溶解在180ml 98%硫酸溶液中，200轉(zhuǎn)/分機(jī)械攪拌25min， 緩慢逐步加入20g高猛酸鉀，添加時(shí)間在40min左右，繼續(xù)攪拌20h，靜止5天，緩慢添加 400ml去離子水及30ml雙氧水（邊攪拌邊加入），反復(fù)離心水洗（8000轉(zhuǎn)/分，IOmin)至出 現(xiàn)氧化石墨烯棕色層（該過(guò)程維持溶液總體積不變），倒掉上清液移取收集中間棕色氧化 石墨烯層（無(wú)亮晶色顆粒），底層沉淀合并并繼續(xù)離心水洗3次，進(jìn)而初步得到未透析氧化 石墨稀溶液，將此溶液進(jìn)一步離心濃縮（14000轉(zhuǎn)/分，30min，倒去上清液及低粘度上層小 片氧化石墨烯溶液，取出下層高粘度氧化石墨烯溶液（注底層無(wú)亮晶色顆粒去除），收集并 繼續(xù)重復(fù)離心濃縮2-3次），便得到了濕紡用氧化石墨烯溶液。
[0069] 實(shí)施例3
[0070] 將5g石墨烯、2g硝酸鈉及2g硝酸鉀溶解在1