CN112852386A - 一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料及其制备方法 Download PDF

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CN112852386A CN202110095982.7A CN202110095982A CN112852386A CN 112852386 A CN112852386 A CN 112852386A CN 202110095982 A CN202110095982 A CN 202110095982A CN 112852386 A CN112852386 A CN 112852386A
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    • B01J13/0091—Preparation of aerogels, e.g. xerogels

Abstract

本发明公开了一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料及其制备方法，属于相变储能领域。具体包括以下步骤：氧化石墨烯悬浮液采用分段加热的方式水热反应得到还原石墨烯水凝胶；预冻处理；真空冷冻干燥，得到层状气凝胶材料；高温碳化或石墨化处理；通过真空浸渍与相变材料复合。本发明制备的石墨烯气凝胶能够多次回弹、不易碎；本发明所制备的高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料，具有优良的定向导热性能和高储能特性和良好的防泄漏性能，在相变储能领域具有广阔的应用前景。

Description

一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及相变储能领域，特别是涉及一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料及其制备方法。
背景技术
随着社会的飞速发展，能源需求日益高涨，将有限的能源高效地储存起来加以利用，是一项具有重大研究意义的课题。相变材料可根据环境变化吸收和释放潜热，能够缓解温度的急剧变化，将能量储存起来循环使用，减少对能源的过度消耗。根据物质属性的不同，相变材料可分为有机相变材料和无机相变材料，无机相变材料潜热值高，但易发生相分离和过冷现象。有机相变材料来源广泛、价格便宜，但相变时易发生泄漏，导热性能差，因而受到了众多研究者的关注。针对相变材料存在的上述问题，科研工作者采用多孔材料(Haiyue Yang.Low-cost,three-dimension,high thermal conductivity,carbonizedwood-based composite phase change materials for thermal energy storage[J].Energy 159(2018)929-936)或者支撑材料(Zilu Liu.Novel light–driven CF/PEG/SiO2composite phase change materials with high thermal conductivity[J].SolarEnergy Materials and Solar Cells.174(2018)538-544)将相变材料进行封装，防止泄漏；采用碳材料(张立强，张秋兵，杨小玉.石墨吸附相变储能粉体、制备方法及其应用(P).CN110484216A.2019.08.26)或者金属及其氧化物(Fei Cheng,Xiaoguang Zhang.Thermalconductivity enhancement of form-stable tetradecanol/expanded perlitecomposite phase change materials by adding Cu powder and carbon fifiber forthermal energy storage[J].Applied Thermal Engineering 156(2019)653–659)强化传热过程，提高材料的导热性能。
石墨烯气凝胶是一种以气体为分散介质的非晶态固体材料，其中的石墨烯纳米片可通过П-П作用和片层的疏水特性自发地交联搭建成三维网络结构。由于它具有高比表面，超低密度，疏松多孔的特性，因而在吸附，催化，相变储能等领域具有巨大的应用潜力。
目前，石墨烯气凝胶的制备主要采用化学还原法(Yue Xu,Amy S.Fleischer,GangFeng.Reinforcement and shape stabilization of phase-change material viagraphene oxide aerogel[J].Carbon 114(2017)334-346)、水热还原法(Hongyan Li,CongSun.Aerogels fabricated with origami graphene part I:Preparation andmechanical behavior.Journal of Alloys and Compounds 783(2019)486-493)、模板法(Honghui Liao,Wenhua Chen,Yuan Liu,Qi Wang.A phase change materialencapsulated in a mechanically strong graphene aerogel with high thermalconductivity and excellent shape stability[J].Composites Science andTechnology 189(2020)108010)等方法。模板法制备气凝胶，可以复制模板的三维结构，从细节上控制气凝胶内部结构，但是由于模板本身的限制，难以实现气凝胶的大量制备。化学还原法是制备石墨烯气凝胶的一种有效手段，但是这种方法是无序随机的，石墨烯纳米片层在自组装时易发生面对面堆垛，形成厚壁的类石墨烯结构，得到的石墨烯气凝胶容易破碎，回弹性差。目前通过一步水热法制备气凝胶已有一些成功的案例，但仍有层状结构不明显，片层大小不均一的现象。
CN11662688A公开了一种氮化硼/石墨烯双导热基气凝胶复合相变材料及其制备方法，得到的气凝胶石墨烯纳米片层堆积，没有建立高效的导热通道，需要通过氮化硼提升石墨烯气凝胶的热导率。
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发明内容
本发明的目的是提供一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，本发明采用多步水热法制备的层状石墨烯气凝胶具有高取向、片层大小均一、回弹性好、超低密度的优良特性，解决了石墨烯气凝胶易破碎，回弹性差的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明目的之一在于，提供一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：氧化石墨烯悬浮液采用分段加热的方式水热反应得到还原石墨烯水凝胶；
步骤二：将所述还原石墨烯水凝胶进行预冻处理；
步骤三：将步骤二进行预冻处理的还原石墨烯水凝胶进行真空冷冻干燥，得到层状气凝胶材料；
步骤四：将所述层状气凝胶材料进行高温碳化或石墨化处理；
步骤五：将步骤四进行高温碳化或石墨化处理的层状气凝胶材料通过真空浸渍与相变材料复合。
进一步地，步骤一中所述分段加热分为三步：第一步，以5～10℃/min升温至150～180℃，保温60～120min，之后以1～5℃/min冷却至室温；第二步，于150～180℃下保温60～120min，常温下冷却至室温；第三步，于150～180℃下保温60～120min，之后以1～5℃/min冷却至室温；所述水热反应在水热反应釜中进行。
进一步地，所述氧化石墨烯悬浮液的浓度为4-10mg/ml。
进一步地，所述氧化石墨烯采用改进的Hummers法、Brodie法，Staudenmaier方法制备；步骤二中所述预冻处理在冷冻干燥机的冷肼中进行；预冻处理的温度为-10～-20℃，时间为2～6h。
进一步地，步骤三中所述真空干燥的温度为-40～-50℃，时间为48～72h，真空度小于20Pa。
进一步地，步骤四中所述高温碳化或石墨化处理为以3～10℃/min升温至1000～3000℃，保温30～120min。
进一步地，步骤五中所述真空浸渍的真空度不大于20Pa，时间为3～5h。
进一步地，步骤五中所述相变材料为石蜡PA、硬脂酸SA、月桂酸LA和聚乙二醇PEG中的一种。
进一步地，所述高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料质量百分数按100％计，步骤五中层状气凝胶材料的质量百分数为2～4％，相变材料的质量百分数为96～98％。
本发明目的之二在于，提供一种用上述制备方法制备得到的高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料。
本发明公开了以下技术效果：
1.本发明采用分段加热的方式水热反应制备石墨烯气凝胶，可以减弱石墨烯纳米片层面对面堆垛，加大边与边间的交联搭接，从而形成规则的层状结构，具有高度取向，能够多次回弹的特性。这种高度取向的大片层结构既增加了传热面积又提供给相变材料更多的吸附位点，比起各向同性材料传热通道更加统一，因而可大大提升相变材料的导热性能。与传统的石墨烯气凝胶制备工艺相比，这种气凝胶的制备对冷冻干燥技术要求不高，仅通过分段加热的方式实现气凝胶的微观形貌调控，整个制备过程绿色、安全、无毒；
2.本发明通过碳化或石墨化工艺去除石墨烯气凝胶表面多余的含氧官能团，修复自身结构缺陷，进一步提升热导率，提高碳气凝胶在相变储能领域的应用价值；
3.本发明选择石墨烯气凝胶同时作为封装材料和传热载体，所制备的高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料，具有优良的定向导热性能和高储能特性和良好的防泄漏性能，在相变储能领域具有广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例3制备的高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的DSC曲线图；
图2为对比例1制备的石墨烯气凝胶相变复合材料的DSC曲线图；
图3为本发明实施例3制备的层状石墨烯气凝胶扫描电镜图；
图4为本发明对比例1制备的石墨烯气凝胶扫描电镜图；
图5为石蜡和本发明实施例3所制备的高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料以及对比例1、2所制备的石墨烯气凝胶相变复合材料的热导率图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明所指的室温即为室内温度，是为本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述；尤其需要指出的是，在本发明实施例中所指的室温为25℃。
实施例1
步骤一、取10mg/ml的氧化石墨烯悬浮液于聚四氟乙烯反应釜内，采用分段式加热的方式水热反应得到还原石墨烯水凝胶，整个过程一共分为三步，①以10℃/min升至180℃，保温120min后，样品以5℃/min的降温速率冷却至室温；②待完全冷却后再放进180℃的马弗炉中保温120min，样品取出冷却至室温；③待完全冷却后再放进180℃的马弗炉中保温120min，样品以5℃/min的降温速率冷却至室温。
步骤二、将步骤一得到的水凝胶放在冷冻干燥机的冷肼中预冻，保证水凝胶内部冰晶生长完全，预冻温度-10℃，预冻时间2h。
步骤三、将步骤二中的样品取出进行真空冷冻干燥，得到高度取向的层状气凝胶材料，此过程真空度为19Pa，真空冷冻干燥温度-40℃，时间48h。
步骤四、将步骤三中的样品在石墨化炉中进行石墨化处理，升温速率为10℃/min，石墨化温度为3000℃，时间为120min，随炉冷却至室温。
步骤五、将步骤四中的样品通过真空浸渍与相变材料复合。首先将石墨化后的气凝胶和硬脂酸放于烧杯中，抽真空一个小时，直至真空度为19Pa，保证气凝胶内部空气的排出。加热至硬脂酸融化，浸渍3h待气凝胶吸附饱和，得到高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料。
石墨烯气凝胶的组分的计算公式如下：
石墨烯气凝胶的质量百分数＝1-复合材料的相变潜热(放热)/纯相变材料的相变潜热(放热)×100％
检测结果：层状石墨烯气凝胶可多次回弹、不易捏碎；高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的相变潜热为188.30J/g(放热)和187.64J/g(吸热),热导率为1.217W·m-1·k-1；纯相变材料硬脂酸的相变潜热为193.62J/g(放热)和192.57J/g(吸热)，经计算得到石墨烯气凝胶的质量百分数为2.75％。
实施例2
步骤一、取10mg/ml的氧化石墨烯悬浮液于聚四氟乙烯反应釜内，采用分段式加热的方式水热反应得到还原石墨烯水凝胶，整个过程一共分为三步，①以8℃/min升至180℃，保温100min后，样品以3℃/min的降温速率冷却至室温；②待完全冷却后再放进180℃的马弗炉中保温100min，样品取出冷却至室温；③待完全冷却后再放进180℃的马弗炉中保温100min，样品以3℃/min的降温速率冷却至室温。
步骤二、将步骤一得到的水凝胶放在冷冻干燥机的冷肼中预冻，保证水凝胶内部冰晶生长完全，预冻温度-15℃，预冻时间4h。
步骤三、将步骤二中的样品取出进行真空冷冻干燥，得到高度取向的层状气凝胶材料，此过程真空度为15Pa，真空冷冻干燥温度-45℃，时间60h。
步骤四、将步骤三中的样品在石墨化炉中进行石墨化处理，升温速率为8℃/min，石墨化温度为2500℃，时间为120min，随炉冷却至室温。
步骤五、将步骤四中的样品通过真空浸渍与相变材料复合。首先将石墨化后的气凝胶和硬脂酸放于烧杯中，抽真空一个小时，直至真空度为15Pa，保证气凝胶内部空气的排出。加热至硬脂酸融化，浸渍4h待气凝胶吸附饱和，得到高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料。
检测结果：层状石墨烯气凝胶可多次回弹、不易捏碎；高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的相变潜热为187.25J/g(放热)和186.93J/g(吸热),热导率为1.136W·m-1·k-1；纯相变材料硬脂酸的相变潜热为193.62J/g(放热)和192.57J/g(吸热)，经计算石墨烯气凝胶的质量百分数为3.29％。
实施例3
步骤一、取10mg/ml的氧化石墨烯悬浮液于聚四氟乙烯反应釜内，采用分段式加热的方式水热反应得到还原石墨烯水凝胶，整个过程一共分为三步，①以10℃/min升至180℃，保温60min后，样品以1℃/min的降温速率冷却至室温；②待完全冷却后再放进180℃的马弗炉中保温60min，样品取出冷却至室温；③待完全冷却后再放进180℃的马弗炉中保温60min，样品以1℃/min的降温速率冷却至室温。
步骤二、将步骤一得到的水凝胶放在冷冻干燥机的冷肼中预冻，保证水凝胶内部冰晶生长完全，预冻温度-20℃，预冻时间6h。
步骤三、将步骤二中的样品取出进行真空冷冻干燥，得到高度取向的层状气凝胶材料，此过程真空度为6Pa，真空冷冻干燥温度-50℃，时间72h。
步骤四、将步骤三中的样品在管式炉中进行高温碳化处理，升温速率为3℃/min，碳化温度为1500℃，碳化时间为30min，随炉冷却至室温。
步骤五、将步骤四中的样品通过真空浸渍与相变材料复合。首先将碳化后的气凝胶和石蜡放于烧杯中，抽真空一个小时，直至真空度为6Pa，保证气凝胶内部空气的排出。加热至石蜡融化，浸渍5h待气凝胶吸附饱和，得到高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料。
检测结果：层状石墨烯气凝胶可多次回弹、不易捏碎，其扫描电镜图如图3所示；高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的相变潜热如图1所示，为242.67J/g(放热)和243.69J/g(吸热),高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的热导率如图5所示，为0.727W·m-1·k-1；纯相变材料石蜡的相变潜热为247.65J/g(放热)和246.79J/g(吸热)，经计算石墨烯气凝胶的质量百分数为2％。
实施例4
步骤一、取8mg/ml的氧化石墨烯悬浮液于聚四氟乙烯反应釜内，采用分段式加热的方式水热反应得到还原石墨烯水凝胶，整个过程一共分为三步，①以8℃/min升至180℃，保温80min后，样品以2℃/min的降温速率冷却至室温；②待完全冷却后再放进180℃的马弗炉中保温80min，样品取出冷却至室温；③待完全冷却后再放进180℃的马弗炉中保温80min，样品以2℃/min的降温速率冷却至室温。
步骤二、将步骤一得到的水凝胶放在冷冻干燥机的冷肼中预冻，保证水凝胶内部冰晶生长完全，预冻温度-12℃，预冻时间3h。
步骤三、将步骤二中的样品取出进行真空冷冻干燥，得到高度取向的层状气凝胶材料，此过程真空度为10Pa，真空冷冻干燥温度-42℃，时间52h。
步骤四、将步骤三中的样品在石墨化炉中进行石墨化处理，升温速率为10℃/min，石墨化温度为2000℃，时间为120min，随炉冷却至室温。
步骤五、将步骤四中的样品通过真空浸渍与相变材料复合。首先将碳化后的气凝胶和聚乙二醇放于烧杯中，抽真空一个小时，直至真空度为10Pa，保证气凝胶内部空气的排出。加热至聚乙二醇融化，浸渍3.5h待气凝胶吸附饱和，得到高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料。
检测结果：层状石墨烯气凝胶可多次回弹、不易捏碎；高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的相变潜热168.28J/g(放热)和167.89J/g(吸热),热导率为0.826W·m-1·k-1；纯相变材料聚乙二醇的相变潜热为175.29J/g(放热)和174.91J/g(吸热)，经计算石墨烯气凝胶的质量百分数为4％。
实施例5
步骤一、取6mg/ml的氧化石墨烯悬浮液于聚四氟乙烯反应釜内，采用分段式加热的方式水热反应得到还原石墨烯水凝胶，整个过程一共分为三步，①以8℃/min升至160℃，保温60min后，样品以1.5℃/min的降温速率冷却至室温；②待完全冷却后再放进160℃的马弗炉中保温60min，样品取出冷却至室温；③待完全冷却后再放进160℃的马弗炉中保温60min，样品以1.5℃/min的降温速率冷却至室温。
步骤二、将步骤一得到的水凝胶放在冷冻干燥机的冷肼中预冻，保证水凝胶内部冰晶生长完全，预冻温度-17℃，预冻时间5h。
步骤三、将步骤二中的样品取出进行真空冷冻干燥，得到高度取向的层状气凝胶材料，此过程真空度为2Pa，真空冷冻干燥温度-47℃，时间65h。
步骤四、将步骤三中的样品在管式炉中进行高温碳化处理，升温速率为5℃/min，碳化温度为1500℃，时间为60min，随炉冷却至室温。
步骤五、将步骤四中的样品通过真空浸渍与相变材料复合。首先将碳化后的气凝胶和月桂酸放于烧杯中，抽真空一个小时，直至真空度为2Pa，保证气凝胶内部空气的排出。加热至月桂酸融化，浸渍4.5h待气凝胶吸附饱和，得到高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料。
检测结果：层状石墨烯气凝胶可多次回弹、不易捏碎；高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的相变潜热171.35J/g(放热)和170.637J/g(吸热),热导率为0.833W·m-1·k-1；纯相变材料月桂酸的相变潜热为176.65J/g(放热)和176.58J/g(吸热)，经计算石墨烯气凝胶的质量百分数为3％。
实施例6
步骤一、取4mg/ml的氧化石墨烯悬浮液于聚四氟乙烯反应釜内，采用分段式加热的方式水热反应得到还原石墨烯水凝胶，整个过程一共分为三步，①以5℃/min升至150℃，保温60min后，样品以1℃/min的降温速率冷却至室温；②待完全冷却后再放进150℃的马弗炉中保温60min，样品取出冷却至室温；③待完全冷却后再放进150℃的马弗炉中保温60min，样品以1℃/min的降温速率冷却至室温。
步骤二、将步骤一得到的水凝胶放在冷冻干燥机的冷肼中预冻，保证水凝胶内部冰晶生长完全，预冻温度-18℃，预冻时间5h。
步骤三、将步骤二中的样品取出进行真空冷冻干燥，得到高度取向的层状气凝胶材料，此过程真空度为8Pa，真空冷冻干燥温度-48℃，时间62h。
步骤四、将步骤三中的样品在管式炉中进行高温碳化处理，升温速率为3℃/min，碳化温度为1000℃，时间为60min，随炉冷却至室温。
步骤五、将步骤四中的样品通过真空浸渍与相变材料复合。首先将碳化后的气凝胶和硬脂酸放于烧杯中，抽真空一个小时，直至真空度为8Pa，保证气凝胶内部空气的排出。加热至硬脂酸融化，浸渍4.5h待气凝胶吸附饱和，得到高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料。
检测结果：层状石墨烯气凝胶可多次回弹、不易捏碎；高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的相变潜热为189.75J/g(放热)和190.38J/g(吸热)；高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的热导率为0.529W·m-1·k-1；纯相变材料硬脂酸的相变潜热为193.62J/g(放热)和192.57J/g(吸热)，经计算石墨烯气凝胶的质量百分数为2％。
对比例1
与实施例3不同之处在于，步骤一采用一步水热法制备还原石墨烯水凝胶，具体为：氧化石墨烯悬浮液以10℃/min升至180℃，保温180min后，随炉冷却至室温。最终制备得到石墨烯气凝胶相变复合材料。
结果：石墨烯气凝胶易捏碎、无法回弹，其扫描电镜图如图4所示；石墨烯气凝胶相变复合材料的相变潜热如图2所示，为218.48J/g(放热)和217.41J/g(吸热)；石墨烯气凝胶相变复合材料的热导率图如图5所示，为0.662W·m-1·k-1；纯相变材料石蜡的相变潜热为247.65J/g(放热)和246.79J/g(吸热)，经计算石墨烯气凝胶的质量百分数为11.8％。
对比例2
与实施例3不同之处在于，步骤一采用一步水热法制备还原石墨烯水凝胶，具体为：氧化石墨烯悬浮液以10℃/min升至180℃，保温180min后，随炉冷却至室温；并省略步骤四碳化处理的步骤。最终制备得到石墨烯气凝胶相变复合材料。
结果：石墨烯气凝胶易捏碎、无法回弹；石墨烯气凝胶相变复合材料的相变潜热为215.37J/g(放热)和214.85J/g(吸热)；石墨烯气凝胶相变复合材料的热导率如图5所示，为0.364W·m-1·k-1；纯相变材料石蜡的相变潜热为247.65J/g(放热)和246.79J/g(吸热)，经计算石墨烯气凝胶的质量百分数为13％。
对比例1所制备的石墨烯气凝胶为非层状结构，且易捏碎、无法回弹，而实施例1-6所制备的层状石墨烯气凝胶可多次回弹、不易捏碎；虽然对比例1所制备的石墨烯气凝胶相变复合材料的热导率与实施例3相差不太大，但是实施例3中石墨烯气凝胶的质量百分数仅为2％，而对比例1中石墨烯气凝胶的质量百分数则高达11.8％；对比例2所制备的石墨烯气凝胶为非层状结构，且易捏碎、无法回弹，且石墨烯气凝胶相变复合材料的热导率远低于实施例3。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：氧化石墨烯悬浮液采用分段加热的方式水热反应得到还原石墨烯水凝胶；
步骤二：将所述还原石墨烯水凝胶进行预冻处理；
步骤三：将步骤二进行预冻处理的还原石墨烯水凝胶进行真空冷冻干燥，得到层状气凝胶材料；
步骤四：将所述层状气凝胶材料进行高温碳化或石墨化处理；
步骤五：将步骤四进行高温碳化或石墨化处理的层状气凝胶材料通过真空浸渍与相变材料复合。
2.根据权利要求1所述的一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述分段加热分为三步：第一步，以5～10℃/min升温至150～180℃，保温60～120min，之后以1～5℃/min冷却至室温；第二步，于150～180℃下保温60～120min，常温下冷却至室温；第三步，于150～180℃下保温60～120min，之后以1～5℃/min冷却至室温。
3.根据权利要求1所述的一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯悬浮液的浓度为4-10mg/ml。
4.根据权利要求1所述的一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述预冻处理的温度为-10～-20℃，时间为2～6h。
5.根据权利要求1所述的一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述真空冷冻干燥的温度为-40～-50℃，时间为48～72h，真空度小于20Pa。
6.根据权利要求1所述的一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的制备方法，其特征在于，步骤四中所述高温碳化或石墨化处理为以3～10℃/min升温至1000～3000℃，保温30～120min。
7.根据权利要求1所述的一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的制备方法，其特征在于，步骤五中所述真空浸渍的真空度不大于20Pa，时间为3～5h。
8.根据权利要求1所述的一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的制备方法，其特征在于，步骤五中所述相变材料为石蜡、硬脂酸、月桂酸和聚乙二醇中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料的制备方法，其特征在于，所述高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料质量百分数按100％计，步骤五中层状气凝胶材料的质量百分数为2～4％，相变材料的质量百分数为96～98％。
10.如权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到的高取向层状石墨烯气凝胶相变复合材料。
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