水热法制备三维导电石墨烯气凝胶及其焦耳热性能研究

摘要

采用水热法将氧化石墨烯(GO)组装成三维圆柱状结构,通过冷冻干燥和高温热还原法成功制备三维导电的还原氧化石墨烯气凝胶.该气凝胶内部的高度交联和多孔道网状结构为电子传输提供有效路径,利于系统的焦耳热研究.结果表明,通过对其进行电流加热,石墨烯气凝胶表现出高功率-温度线性相关性、高电热转换效率、超快升温和降温速率、长时间且稳定的循环加热能力.通过不同模型验证了气凝胶内部可进行焦耳热传导,其高电导率主要由材料自身较低的活化能所决定.石墨烯气凝胶超高的热导率赋予其超快的自然降温速率(456 K·min?1),远高于传统的热传导加热装置.此外,所制备的气凝胶还可被广泛应用于焦耳热辅助的催化剂温度可控的载体.