温和条件可控制备三维还原氧化石墨烯凝胶及其性能

为了实现石墨烯类三维气凝胶在温和环境条件下的大面积可控制备和高性能化,本文应用水合肼作为还原剂,通过低温预冷冻结合室温自然干燥,实现了室温还原自组装法可控制备直径30 cm的大面积三维还原氧化石墨烯(3D-RGO)气凝胶.该方法制备条件温和,不需任何加热条件和特殊冷冻干燥设备.通过对气凝胶制备过程中还原时间、预冷冻时间、预冷冻温度和反应容器进行控制,可以有效调节气凝胶的形状、表面浸润性、体积收缩率等,实现3D-RGO气凝胶的可控制备.该气凝胶不会出现明显的体积收缩和结构破裂,为具有约500μm的稳定孔径和3.8 mg/cm3的低密度的蜂窝状结构,并能够从90％的压缩应变下快速地恢复到初始状态,其干燥过程体积收缩率<5％;同时该石墨烯气凝胶展现良好稳定的导电性,在压缩应变从0％增加到90％时,其导电率从17.3 S/m增加至115.2 S/m.这种方法经济高效且易于制备出大面积的3D-RGO.