[0003] 为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种由糠酮醛树脂制备石墨烯泡沫材料的方法，利用可再生、无毒害、可降解的生物树脂通过不产生污染的方法制备石墨烯泡沫，以获得性能优越、应用广泛的碳泡沫材料。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供的由糠酮醛树脂制备石墨烯泡沫材料的方法，包括以下步骤：
[0005] a、取糠酮醛树脂100份，加入山梨糖醇2-4份、水果膏5-7份，加热至30-40℃，充分搅拌，然后加入固化剂3-4份，继续升温至45-55℃，搅拌均匀，得到糠酮醛混合物；所述水果膏中固含量为65-75％；
[0006] b、将糠酮醛混合物升温至60-100℃，保温50-55分钟，再升温至100-130℃，保温1-2小时，进行固化；
[0007] c、固化后的糠酮醛混合物碳化、石墨化：在真空度0.2-0.5MPa、惰性气体环境下，将固化后的糠酮醛混合物升温至65-250℃，保温15-18分钟，继续升温至250-450℃，保温13-16分钟，再继续升温至450-1200℃，保温20-25分钟，继续升温至1200-1550℃，保温16-
20分钟，再升温至1550-2650℃，保温20-28分钟，完成高温碳化，最后升温至2650-3200℃，保温25-30分钟，完成石墨化；
[0008] d、碳化、石墨化后，降温至35-45℃，经机械剥离粉碎得到石墨烯泡沫材料产品。
[0009] 本发明的由糠酮醛树脂制备石墨烯泡沫材料的方法，是将从植物秸秆提取的新型环保原料糠酮醛树脂，经添加非碳原子及易高温剔除的物质，预热混合后，再添加固化剂固化成型，之后在惰性气体环境中进行1200-1550℃高温碳化及2650-3200℃石墨化，使所有非碳原子被高温剔除，通过控制升温过程，使非碳原子被逐步排除，并在固相间发生一系列的脱氢、环化、交连、缩聚等化学反应，从而形成一种具有六边或五边型二维或三维多面晶体网状结构的新型超能石墨烯泡沫材料。获得的石墨烯泡沫材料属于一种性能极其优异的碳泡沫材料，具有较低的热膨胀系数，高孔隙率和均匀的孔隙，稳固性好、耐高温、耐腐蚀、抗氧化性好、密度小、质轻、易加工等突出的特性，以及高热导率、高熔点、大比热和良好的导电率的优势，用途十分广泛、使用寿命长，而且该制备方法能够实现材料的低成本、大批量生产，且制备过程不产生污染，使石墨烯泡沫材料得到批量应用。
[0010] 作为对上述技术方案的限定，步骤a所述固化剂为氨基磺酸、二甲苯磺酸、硫酸乙酯中的至少一种。
[0011] 作为对上述技术方案的限定，所述步骤a中于30-40℃下搅拌15-20分钟；以1分钟1-2℃的升温速度升温至45-55℃，搅拌5-10分钟。
[0012] 作为对上述技术方案的限定，所述步骤b中以3分钟1-2℃的升温速度升温至60-100℃；以2分钟1-2℃的升温速度升温至100-130℃。
[0013] 作为对上述技术方案的限定，所述步骤c采用真空碳化炉进行碳化、石墨化。
[0014] 作为对上述技术方案的限定，所述步骤c中以5分钟1-2℃的升温速度升温至65-250℃；以7分钟1-2℃的升温速度升温至250-450℃；以6分钟1-2℃的升温速度升温至450-
1200℃；以1分钟2-3℃的升温速度升温至1200-1550℃；以1分钟5-6℃的升温速度升温至
1550-2650℃；以1分钟6-7℃的升温速度升温至2650-3200℃。
[0015] 进一步限定各步骤中升温阶段的升温速度，控制非碳原子在高温剔除过程逐步进行的化学反应，使碳含量逐步增加，进而获得结构、性能更优异的石墨烯泡沫材料。
[0016] 同时，本发明还提供了一种石墨烯泡沫材料，由如上所述的方法制备得到。
[0017] 本发明还提供了上述石墨烯泡沫材料的用途，由如上所述的方法获得的石墨烯泡沫材料用作隔热防护材料、电极材料、屏蔽材料、过滤材料、合成材料。
[0018] 通过本发明的制备方法获得的石墨烯泡沫，具有六边或五边型二维或三维多面晶体网状结构，属于一种多孔碳泡沫材料，具有极其优异的性能。
[0019] 该石墨烯泡沫材料的热稳定性极高，可适应大跨度的温度条件环境，密度小，并具有较低的热膨胀系数、高热导率且热导率可调、高熔点和大比热的特点，属于高强度隔热材料和热容吸热式热防护材料，可作为很好的导热、热防护功能材料，多用于夹层中间层。此外，该材料的屏蔽性好，属于一种优良的屏蔽材料、也是一种高刚度、坚固、轻质的光学平台材料，广泛用于航空、军事、其它工业方面的热容、绝热材料，具有广阔的应用前景，可推动功能材料、生物医药、航空航天等学科的发展。
[0020] 该石墨烯泡沫材料还具有轻质、孔隙率高、孔隙均匀、稳固性好、具有极佳的电化学储能特性、耐高温、耐腐蚀、易加工等突出的特性，可广泛用作各种电池电极、超级电容，具有良好的导电率，比金属氧化物更高的电子导电能力，且因其较大的比表面积、较高的孔隙率，可吸储大量电解液，便于电解液对电极的浸渍及电解液的流动，有利于电解液和电极之间形成双电层，使电极材料与电解液充分接触，减小了离子扩散距离和扩散阻力，同时提供了导电网络结构，使电子在整个电极内得以快速传输，使用本发明的石墨烯泡沫材料制成的各种电池、电容器等，具有电容功率大、充放电速度快使用寿命长、质轻、耐高温、耐腐蚀的优势，应用前景广泛。
[0021] 另外，本发明的石墨烯泡沫材料在使用过程无碳粉剥落、不掉色、不产生污染，且易清洁处理、耐化学腐蚀性强，可以长期耐各种强酸的浸蚀，热稳定性好，抗氧化性强，还可用于化工、冶金、半导体工业、催化剂载体、高温过滤材料等领域的合成材料。
[0022] 综上所述，采用本发明的技术方案，成功将从植物秸秆提取的新型环保原料糠酮醛树脂，经固化成型后在惰性气体环境中进行高温碳化及石墨化，在固相间发生一系列的脱氢、环化、交连、缩聚等化学反应，从而形成一种具有六边或五边型二维或三维多面晶体网状结构的新型超能石墨烯泡沫材料。获得的石墨烯泡沫材料属于一种性能极其优异的碳泡沫材料，具有较低的热膨胀系数，高孔隙率和均匀的孔隙，稳固性好、耐高温、耐腐蚀、抗氧化性好、密度小、质轻、易加工等突出的特性，以及高热导率、高熔点、大比热和良好的导电率、优良的屏蔽性的优势，用途十分广泛，可用作隔热防护材料、电极材料、屏蔽材料、过滤材料、合成材料等，且使用寿命长。另外，该制备方法能够实现材料的低成本、大批量生产，且制备过程和使用过程均不产生污染，使石墨烯泡沫材料得到批量应用。
