本發(fā)明屬于石墨烯膜制備領(lǐng)域，涉及一種調(diào)控石墨烯膜結(jié)構(gòu)取向的方法，尤其涉及一種垂直石墨烯膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，伴隨著電子產(chǎn)品的快速興起，在輕薄化設(shè)計(jì)要求設(shè)備具有較高的散熱性能。石墨烯由于碳原子之間強(qiáng)sp2共價(jià)鍵的連接，聲子傳導(dǎo)迅速，因而具有超高的熱導(dǎo)率。如通過(guò)機(jī)械剝離獲得的單層石墨烯的面內(nèi)熱導(dǎo)率可達(dá)5300w·m-1·k-1。通過(guò)涂覆或抽濾的方法將石墨烯層層堆疊可十分便捷的得到石墨烯膜。通常，這種傳統(tǒng)石墨烯膜內(nèi)的石墨烯片層均沿著膜的水平方向平行排列。得益于聲子在石墨烯面內(nèi)的快速傳導(dǎo)能力，這種層狀結(jié)構(gòu)的石墨烯膜也展現(xiàn)了良好的面內(nèi)導(dǎo)熱性能。然而，聲子在石墨烯片層法向方向上卻難以傳導(dǎo)，導(dǎo)致傳統(tǒng)層狀石墨烯膜在厚度方向上熱導(dǎo)率低下，極大限制了其在熱管理領(lǐng)域的應(yīng)用。與此相反，垂直結(jié)構(gòu)石墨烯膜通過(guò)將原本水平排列的石墨烯片層翻轉(zhuǎn)為垂直排列，從而在厚度方向上提供了更為暢通的聲子振動(dòng)傳輸通道，極大提升了石墨烯膜的縱向熱導(dǎo)率。如專利cn?113697800?a《定向排列的石墨烯導(dǎo)熱泡棉、石墨烯導(dǎo)熱膜及其制備方法和電子產(chǎn)品》中，通過(guò)利用特定結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格陣列來(lái)槽定型氧化石墨烯，并結(jié)合冷凍干燥得到定向排列的石墨烯導(dǎo)熱泡棉。所述石墨烯導(dǎo)熱材料不僅具有較高的面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)，同時(shí)還具有較高的縱向?qū)嵯禂?shù)。然而，所述方法不僅制備工藝復(fù)雜，而且難以大規(guī)模連續(xù)化制備石墨烯膜。鑒于此，本發(fā)明提出一種基于逐級(jí)拓寬通道制備垂直石墨烯膜的方法，包括逐級(jí)放大通道的設(shè)計(jì)制備以及濕法紡膜技術(shù)制備垂直結(jié)構(gòu)石墨烯膜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中石墨烯膜材料中石墨烯片層沿水平方向致密堆疊，導(dǎo)致縱向熱導(dǎo)率不足的問(wèn)題，提供一種垂直結(jié)構(gòu)石墨烯膜及其制備方法。

2、發(fā)明思路：本發(fā)明制備的機(jī)理為基于氧化石墨烯的液晶現(xiàn)象，利用氧化石墨烯液晶在受到外界剪切力作用時(shí)會(huì)沿著作用力方向自發(fā)取向的行為，研究開(kāi)發(fā)了一種逐級(jí)拓寬通道作為紡膜噴頭。當(dāng)流體流經(jīng)該逐級(jí)拓寬通道時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)翻轉(zhuǎn)流動(dòng)，從而引導(dǎo)流場(chǎng)中的氧化石墨烯從水平方向翻轉(zhuǎn)為垂直方向。不僅如此，逐級(jí)拓寬的通道，能夠促使垂直氧化石墨烯逐漸增加寬度，最終經(jīng)過(guò)干燥，還原等步驟形成垂直石墨烯膜。

3、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

4、本發(fā)明公開(kāi)了一種垂直石墨烯膜的制備方法，包括如下步驟：

5、(1)制備氧化石墨烯溶液；

6、(2)將金屬鹽與第一溶劑混合，得到混合金屬鹽溶液；將混合金屬鹽溶液加入到步驟(1)制備得到的氧化石墨烯溶液中，混勻，離心，得到氧化石墨烯紡膜原液；

7、(3)將步驟(2)得到的氧化石墨烯紡膜原液泵入位于凝固浴中的逐級(jí)拓寬通道中，濕法紡絲后于凝固浴中靜置凝固，制得凝膠垂直氧化石墨烯膜；

8、(4)將步驟(3)得到的凝膠垂直氧化石墨烯膜從凝固浴中取出，進(jìn)行第一洗滌，凍干后得到垂直氧化石墨烯膜；將垂直氧化石墨烯膜進(jìn)行還原，還原結(jié)束后進(jìn)行第二洗滌，凍干后即得垂直石墨烯膜；

9、所述逐級(jí)拓寬通道為同軸逐級(jí)拓寬通道或多個(gè)平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道。

10、在一些實(shí)施例中，步驟(1)中，所述氧化石墨烯溶液中，溶質(zhì)為氧化石墨烯，氧化石墨烯的濃度為5.0～15.0mg/ml，溶液中溶劑優(yōu)選為水。

11、在一些實(shí)施例中，優(yōu)選地，步驟(1)中，所述氧化石墨烯溶液中，溶質(zhì)為氧化石墨烯，氧化石墨烯的濃度為7.5～15.0mg/ml，溶液中溶劑優(yōu)選為水。

12、其中，步驟(1)中，所述氧化石墨烯可商業(yè)購(gòu)買，也可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制備得到；所述現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)選為采用hummers法制備得到。

13、在一些實(shí)施例中，步驟(2)中，所述金屬鹽為硝酸鐵、硝酸鎳、氯化鐵、氯化鈉和氯化鈣中任意兩種的組合；所述第一溶劑優(yōu)選為水；所述混合金屬鹽溶液中，金屬鹽的質(zhì)量濃度為0.1％～1.0％。

14、在一些實(shí)施例中，步驟(2)中，優(yōu)選地，所述金屬鹽為硝酸鐵和硝酸鎳任意質(zhì)量比的混合物，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述金屬鹽為硝酸鐵和硝酸鎳質(zhì)量比為3：2的混合物；所述混合金屬鹽溶液中，金屬鹽的質(zhì)量濃度為0.1％～0.5％，進(jìn)一步優(yōu)選為0.2％。

15、其中，步驟(2)中，所述金屬鹽，能夠提高氧化石墨烯紡膜原液的濃度與粘度，有利于氧化石墨烯片層在紡膜過(guò)程的翻轉(zhuǎn)取向。

16、在一些實(shí)施例中，步驟(2)中，所述氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯與所述混合金屬鹽溶液中金屬鹽的質(zhì)量比為10：1～6；所述離心，離心轉(zhuǎn)速為5000～20000rpm，離心時(shí)間為0.5～4h。

17、在一些實(shí)施例中，步驟(2)中，優(yōu)選地，所述氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯與所述混合金屬鹽溶液中金屬鹽的質(zhì)量比為10：3～6，進(jìn)一步優(yōu)選為10：5；所述離心，離心轉(zhuǎn)速為8000～15000rpm，離心時(shí)間為0.5～2h，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述離心，離心轉(zhuǎn)速為10000rpm，離心時(shí)間為1h。

18、在一些實(shí)施例中，步驟(3)中，所述氧化石墨烯紡膜原液泵入逐級(jí)拓寬通道中的流速為0.1～1.0ml/min；所述濕法紡絲在室溫下進(jìn)行；所述靜置，靜置時(shí)間為2h～24h。

19、在一些實(shí)施例中，步驟(3)中，優(yōu)選地，所述氧化石墨烯紡膜原液泵入逐級(jí)拓寬通道中的流速為0.2～0.6ml/min，進(jìn)一步優(yōu)選為0.4ml/min；所述靜置，靜置時(shí)間為8h～16h，進(jìn)一步優(yōu)選為12h。

20、在一些實(shí)施例中，步驟(3)中，所述凝固浴包含溶質(zhì)和溶劑；所述溶質(zhì)為十六烷基三甲基溴化銨、氯化鈉和氯化鈣中的任意一種或幾種的組合；所述溶劑為水和其他物質(zhì)的組合物、或無(wú)水乙醇；所述其他物質(zhì)為乙醇或丙三醇；所述溶劑中其他物質(zhì)的體積濃度為30％～50％；所述凝固浴中溶質(zhì)的濃度為0.1～10g/l。

21、在一些實(shí)施例中，步驟(3)中，優(yōu)選地，所述凝固浴包含溶質(zhì)和溶劑；所述溶質(zhì)為十六烷基三甲基溴化銨；所述溶劑為水和其他物質(zhì)的組合物；所述其他物質(zhì)為丙三醇；所述溶劑中其他物質(zhì)的體積濃度為30％～40％，進(jìn)一步優(yōu)選為30％；所述凝固浴中溶質(zhì)的濃度為0.2～4g/l，進(jìn)一步優(yōu)選為2g/l。

22、在一些實(shí)施例中，所述同軸逐級(jí)拓寬通道，級(jí)數(shù)為n級(jí)；所述同軸逐級(jí)拓寬通道包括入口通道、第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道……第n-1級(jí)拓寬矩形通道和第n級(jí)拓寬矩形通道；不同級(jí)數(shù)的矩形通道橫截面之間，其對(duì)應(yīng)的邊長(zhǎng)相互平行，n大于等于2；

23、所述同軸逐級(jí)拓寬通道，從所述第1級(jí)拓寬矩形通道至所述第n級(jí)拓寬矩形通道，其矩形橫截面的對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)依次逐級(jí)增加，且其矩形橫截面的對(duì)應(yīng)的寬均相等；

24、所述入口通道的橫截面為圓形或矩形；當(dāng)所述入口通道的橫截面為圓形時(shí)，入口通道的橫截面的直徑小于所述第1級(jí)拓寬矩形通道橫截面的長(zhǎng)；當(dāng)所述入口通道的橫截面為矩形時(shí)，入口通道的橫截面的長(zhǎng)小于所述第1級(jí)拓寬矩形通道橫截面的長(zhǎng)；

25、所述氧化石墨烯紡膜原液從入口通道流入，依次流過(guò)第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道……第n-1級(jí)拓寬矩形通道，并從第n級(jí)拓寬矩形通道流出。

26、其中，所述同軸逐級(jí)拓寬通道的材質(zhì)不限，其材質(zhì)不與氧化石墨烯紡膜原液發(fā)生反應(yīng)即可。

27、其中，所述同軸逐級(jí)拓寬通道，級(jí)數(shù)為n級(jí)，n大于等于2，優(yōu)選為2≤n≤10，進(jìn)一步優(yōu)選為2≤n≤6，更進(jìn)一步優(yōu)選為3≤n≤6，最優(yōu)選為n＝4。

28、其中，所述同軸逐級(jí)拓寬通道由微機(jī)械雕刻機(jī)雕刻制成。

29、其中，所述入口通道、第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道……第n-1級(jí)拓寬矩形通道和第n級(jí)拓寬矩形通道貫通相連；所述入口通道、第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道……第n-1級(jí)拓寬矩形通道和第n級(jí)拓寬矩形通道均為直管通道；所述入口通道的橫截面與所述第1級(jí)拓寬矩形通道的橫截面相互平行。

30、其中，所述入口通道、第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道……第n-1級(jí)拓寬矩形通道和第n級(jí)拓寬矩形通道的管道長(zhǎng)度相同或不同。

31、其中，從所述第1級(jí)拓寬矩形通道至所述第n級(jí)拓寬矩形通道，其矩形橫截面的對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)依次逐級(jí)增加，第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道……第n-1級(jí)拓寬矩形通道和第n級(jí)拓寬矩形通道的矩形橫截面的對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)之間比例優(yōu)選為1～2：2～3：3～4：……：n～(n+1)。

32、其中，所述同軸逐級(jí)拓寬通道水平浸入凝固浴中，保證氧化石墨烯紡膜原液充盈整個(gè)同軸逐級(jí)拓寬通道中，再?gòu)耐S逐級(jí)拓寬通道的出口流出接觸凝固浴，凝固成凝膠垂直氧化石墨烯膜。

33、其中，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述同軸逐級(jí)拓寬通道，級(jí)數(shù)為4級(jí)，同軸逐級(jí)拓寬通道包括入口通道、第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道和第4級(jí)拓寬矩形通道；從所述第1級(jí)拓寬矩形通道至所述第4級(jí)拓寬矩形通道，其矩形橫截面的對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)依次逐級(jí)增加，且其矩形橫截面的對(duì)應(yīng)的寬均相等；入口通道的橫截面為矩形，入口通道的橫截面的長(zhǎng)小于所述第1級(jí)拓寬矩形通道橫截面的長(zhǎng)；氧化石墨烯紡膜原液從入口通道流入，依次流過(guò)第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道，并從第4級(jí)拓寬矩形通道流出；入口通道、第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道和第4級(jí)拓寬矩形通道貫通相連；入口通道、第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道和第4級(jí)拓寬矩形通道均為直管通道；入口通道的橫截面與第1級(jí)拓寬矩形通道的橫截面相互平行；入口通道、第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道和第4級(jí)拓寬矩形通道的管道長(zhǎng)度相同；第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道和第4級(jí)拓寬矩形通道的矩形橫截面的對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)之間比例優(yōu)選為1～2：2～3：3～4：4～5，優(yōu)選為2：3：4：5。其中，入口通道的管道長(zhǎng)度優(yōu)選為5～20mm，進(jìn)一步優(yōu)選為10mm，入口通道的矩形橫截面的長(zhǎng)、寬均為2.5～3mm，優(yōu)選為2.8mm；第1級(jí)拓寬矩形通道的矩形橫截面的長(zhǎng)為4～6mm，優(yōu)選為6mm；第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道和第4級(jí)拓寬矩形通道的矩形橫截面的對(duì)應(yīng)的寬均相等，均優(yōu)選為0.3～1.2mm，進(jìn)一步優(yōu)選為1mm；第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道和第4級(jí)拓寬矩形通道的管道長(zhǎng)度均相同，均優(yōu)選為5～20mm，進(jìn)一步優(yōu)選為10mm。

34、其中，所述同軸逐級(jí)拓寬通道，逐段擴(kuò)容的設(shè)計(jì)具有成型穩(wěn)定、石墨烯膜邊緣受力均勻等特點(diǎn)，保證紡出垂直結(jié)構(gòu)石墨烯膜具有良好的垂直結(jié)構(gòu)。

35、在一些實(shí)施例中，所述多個(gè)平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道由m個(gè)所述同軸逐級(jí)拓寬通道平行排布組成；m大于等于2；

36、m個(gè)平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道之間從入口通道到第n級(jí)拓寬矩形通道的走向均相同；

37、平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道之間，其n級(jí)數(shù)不同或相同，其對(duì)應(yīng)級(jí)數(shù)拓寬矩形通道的橫截面面積相同或不同，最后一級(jí)拓寬矩形通道的矩形橫截面的長(zhǎng)在同一垂直平面上且寬相同；多個(gè)平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道的最后一級(jí)拓寬矩形通道相互連通。

38、其中，m個(gè)平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道的材質(zhì)不限，其材質(zhì)不與氧化石墨烯紡膜原液發(fā)生反應(yīng)即可。

39、其中，m大于等于2，優(yōu)選為2≤m≤100，進(jìn)一步優(yōu)選為2≤m≤50，更進(jìn)一步優(yōu)選為2≤m≤10，最優(yōu)選為m＝2。

40、其中，多個(gè)平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道由微機(jī)械雕刻機(jī)雕刻制成。

41、其中，所述平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道之間，最后一級(jí)拓寬矩形通道出口的矩形橫截面在同一水平面上，保證平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道同時(shí)出氧化石墨烯紡膜原液，順利制備較寬的凝膠垂直氧化石墨烯膜。

42、其中，所述多個(gè)平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道的最后一級(jí)拓寬矩形通道相互連通，相鄰平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道之間，靠近出口端部分相互連通，靠近入口端部分未連通且存在間隔；或者，相鄰平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道之間，最后一級(jí)拓寬矩形通道之間全部連通。

43、其中，所述多個(gè)平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道水平浸入凝固浴中，保證氧化石墨烯紡膜原液充盈整個(gè)拓寬通道中，再?gòu)钠叫信挪嫉耐S逐級(jí)拓寬通道的最后一級(jí)拓寬矩形通道的出口流出接觸凝固浴，凝固成凝膠垂直氧化石墨烯膜。

44、在一些實(shí)施例中，優(yōu)選地，平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道之間，其n級(jí)數(shù)相同，其對(duì)應(yīng)級(jí)數(shù)拓寬矩形通道的橫截面面積相同，最后一級(jí)拓寬矩形通道的矩形橫截面的長(zhǎng)在同一垂直平面上且寬相同。

45、其中，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述同軸逐級(jí)拓寬通道，級(jí)數(shù)為4級(jí)，同軸逐級(jí)拓寬通道包括入口通道、第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道和第4級(jí)拓寬矩形通道；從所述第1級(jí)拓寬矩形通道至所述第4級(jí)拓寬矩形通道，其矩形橫截面的對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)依次逐級(jí)增加，且其矩形橫截面的對(duì)應(yīng)的寬均相等；入口通道的橫截面為矩形，入口通道的橫截面的長(zhǎng)小于所述第1級(jí)拓寬矩形通道橫截面的長(zhǎng)；氧化石墨烯紡膜原液從入口通道流入，依次流過(guò)第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道，并從第4級(jí)拓寬矩形通道流出；入口通道、第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道和第4級(jí)拓寬矩形通道貫通相連；入口通道、第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道和第4級(jí)拓寬矩形通道均為直管通道；入口通道的橫截面與第1級(jí)拓寬矩形通道的橫截面相互平行；入口通道、第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道和第4級(jí)拓寬矩形通道的管道長(zhǎng)度相同；第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道和第4級(jí)拓寬矩形通道的矩形橫截面的對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)之間比例優(yōu)選為1～2：2～3：3～4：4～5，優(yōu)選為2：3：4：5。其中，入口通道的管道長(zhǎng)度優(yōu)選為5～20mm，進(jìn)一步優(yōu)選為10mm，入口通道的矩形橫截面的長(zhǎng)、寬均為2.5～3mm，優(yōu)選為2.8mm；第1級(jí)拓寬矩形通道的矩形橫截面的長(zhǎng)為4～6mm，優(yōu)選為6mm；第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道和第4級(jí)拓寬矩形通道的矩形橫截面的對(duì)應(yīng)的寬均相等，均優(yōu)選為0.3～1.2mm，進(jìn)一步優(yōu)選為1mm；第1級(jí)拓寬矩形通道、第2級(jí)拓寬矩形通道、第3級(jí)拓寬矩形通道的管道長(zhǎng)度均相同，均優(yōu)選為5～20mm，進(jìn)一步優(yōu)選為10mm；第4級(jí)拓寬矩形通道的管道長(zhǎng)度優(yōu)選為5～20mm，進(jìn)一步優(yōu)選為13mm。多個(gè)平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道由2個(gè)上述同軸逐級(jí)拓寬通道平行排布組成，2個(gè)平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道之間從入口通道到第4級(jí)拓寬矩形通道的走向均相同；平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道之間，其n級(jí)數(shù)相同，均為4，其對(duì)應(yīng)級(jí)數(shù)拓寬矩形通道的橫截面面積相同，最后一級(jí)拓寬矩形通道的矩形橫截面的長(zhǎng)在同一垂直平面上且寬相同，最后一級(jí)拓寬矩形通道出口的矩形橫截面在同一水平面上，保證平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道同時(shí)出氧化石墨烯紡膜原液，順利制備較寬的凝膠垂直氧化石墨烯膜；2平行排布的同軸逐級(jí)拓寬通道的最后一級(jí)拓寬矩形通道相互連通，靠近出口端10mm管道長(zhǎng)度均相互連通，靠近入口端3mm管道長(zhǎng)度未連通且間隔1mm。

46、其中，所述同軸逐級(jí)拓寬通道，逐段擴(kuò)容的設(shè)計(jì)具有成型穩(wěn)定、石墨烯膜邊緣受力均勻等特點(diǎn)，保證紡出垂直結(jié)構(gòu)石墨烯膜具有良好的垂直結(jié)構(gòu)。

47、在一些實(shí)施例中，步驟(4)中，所述第一洗滌，所用的洗滌劑為鹽酸水溶液、乙醚、醋酸乙酯和水中的任意一種或幾種的組合；所述還原的方式為高溫還原、氫碘酸還原或水合肼還原；所述氫碘酸還原，還原溫度為60～80℃，還原時(shí)間為6～8h；所述第二洗滌，所用的洗滌劑為乙醇和水中的任意一種或兩種的組合。

48、在一些實(shí)施例中，步驟(4)中，優(yōu)選地，所述第一洗滌，所用的洗滌劑為鹽酸水溶液和水；所述還原的方式為氫碘酸還原；所述氫碘酸還原，還原溫度為60℃，還原時(shí)間為8h；所述第二洗滌，所用的洗滌劑為無(wú)水乙醇和水。

49、其中，所述鹽酸水溶液，濃度優(yōu)選為1m。

50、其中，所述氫碘酸還原的過(guò)程中，使用氫碘酸水溶液為還原劑，氫碘酸水溶液的使用量為過(guò)量；氫碘酸水溶液的濃度優(yōu)選為40～65wt％，進(jìn)一步優(yōu)選為47wt％。

51、上述的制備方法制備得到的垂直石墨烯膜也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

52、上述的垂直石墨烯膜在制備導(dǎo)熱材料中的應(yīng)用也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

53、有益效果：

54、(1)本發(fā)明制備的具有垂直結(jié)構(gòu)的石墨烯膜可以用于熱管理領(lǐng)域，相比于傳統(tǒng)層狀石墨烯，垂直排列的石墨烯有利于聲子在縱向方向上的快速傳輸，從而提升其縱向熱導(dǎo)率。

55、(2)本發(fā)明為了精確調(diào)控石墨烯片層的取向，提出使用逐級(jí)拓寬通道作為紡絲噴頭。在管道拓寬部分，流體邊界層發(fā)生分離，流場(chǎng)從與管道中心軸向平行翻轉(zhuǎn)至與管道中心軸垂直。這種流場(chǎng)翻轉(zhuǎn)帶動(dòng)其中的氧化石墨烯發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使得石墨烯片層沿著纖維軸向垂直取向。更重要的是，采用逐級(jí)拓寬的結(jié)構(gòu)避免了在紡制寬膜過(guò)程中石墨烯片層取向發(fā)生變化的情況。此外，通過(guò)將多個(gè)逐級(jí)拓寬通道進(jìn)行并聯(lián)，可有效增大石墨烯膜寬度。

56、(3)本發(fā)明利用逐級(jí)拓寬通道制備出寬流域膨脹流，促使紡膜原液中的石墨烯片層由水平方向翻轉(zhuǎn)至垂直方向，從而制備出垂直結(jié)構(gòu)石墨烯膜。

57、(4)本發(fā)明以濕法紡絲技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)調(diào)節(jié)紡絲液粘度，選取合適凝固浴，增加添加劑等一系列技術(shù)改進(jìn)，形成了濕法紡膜技術(shù)。該技術(shù)擁有濕法紡絲易于工業(yè)化放大、易于連續(xù)化制備、可靠性高、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。