湿法制备聚丙烯腈/石墨烯基纤维及染料吸附应用探讨

摘要

石墨烯纤维因其内部结构缺陷，导致其综合性能远不如理论值。控制纤维内部结构缺陷是制备高性能石墨烯纤维的关键。因纤维的结构决定其性能，使用聚丙烯腈杂化工艺对石墨烯微观结构进行调控。利用湿法纺丝技术制备聚丙烯腈/石墨烯共混纤维，研究聚丙烯腈质量分数对共混纤维的内部结构的影响，并对纤维性能进行测试。结果表明，聚丙烯腈成功嵌入石墨烯片层间，填补孔洞后形成均匀的小孔洞，弥补了纤维缺陷。聚丙烯腈质量分数为30%时，共混纤维的整体形态和微观形貌最好，导电性略有下降，但在保持柔性的同时，断裂强度较纯石墨烯纤维提高26%。此外，聚丙烯腈的引入，增大(9.4倍)了石墨烯纤维的比表面积，润湿性变好，可在6 h内快速完成染料吸附。

关键词

石墨烯纤维 / 聚丙烯腈 / 湿法纺丝 / 结构调控 / 吸脱附