石墨烯凝胶种类很多,除了石墨烯气凝胶纤维,还有氧化石墨烯水凝胶、聚丙烯酰胺/氧化石墨烯水凝胶、氧化锡/石墨烯水凝胶、甲壳素/氧化石墨烯水凝胶等。这些石墨烯凝胶材料都具有很多的应用价值,如具有优异的保温、透气、吸湿、隔热等功能,用于分析和医学诊断方面、能源材料方面、环境处理、高性能传感器制备等方面。例如石墨烯气凝胶纤维(GAFs)是一种具有多孔网络结构气凝胶纤维。石墨烯气凝胶纤维具有优异的导电性、导热性、力学性、光热性和电热性,可用于制备智能织物、防寒服等织物,在航天航空、热管理、个人防护、军工、智能穿戴、电磁屏蔽、超级电容器等领域应用潜力巨大。
石墨烯凝胶不同的来源和制备方法,最终要应用于各个行业需要获得石墨烯气凝胶,石墨烯凝胶多采用真空冷冻干燥法处理,步骤如下:
1、将制备好的石墨烯水凝胶溶液倒入冻干机托盘内,高度不要超过10mm,太厚容易开裂或者冻干表面不好。
2、放置除去托盘内气泡,将托盘放入冻干机内进行冻干。
3、设置冻干曲线,先进行预冻,确保样品冻结后,再进行干燥。我们冻干机具有冻干工艺设置功能,可以根据石墨烯水凝胶的浓度,厚度,形状大小等设计冻干曲线,确保样品升华干燥,冻干后的样品含水量低,比表面积大,空隙率高,具有良好的多孔网络结构。
4、冻干结束后,进气回填一定要慢,防止将石墨烯凝胶材料吹飞或者吹破。回填后取凝胶材料要轻拿,按照后面的应用场景要求进行存放。
真空冷冻干燥石墨烯凝胶有一些注意事项,比如样品制备后装入模具要注意不能有气泡,要均一,冻干过程中冻干工艺要控制好,冻干出仓的时候防止回潮,防止破坏结构。