[發明專利]硅合金、石墨烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110289066.3
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN103022437A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 周明杰;王要兵;鐘玲瓏
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

1.一種硅合金、石墨烯復合材料，其特征在于，包括石墨烯包覆的硅合金微納米顆粒和石墨烯，所述石墨烯包覆的硅合金微納米顆粒和所述石墨烯均勻混合且質量比為5∶1～1∶20，所述硅合金微納米顆粒在所述硅合金、石墨烯復合材料中的質量分數為0.1％～20％。

2.如權利要求1所述的硅合金、石墨烯復合材料，其特征在于，所述硅合金微納米顆粒的粒徑為1nm～100nm；

所述硅合金微納米微粒中的金屬為鎳、鐵、銅、鎂、鈷或鋁；

所述硅合金微納米微粒中的金屬所占的質量比例為1％～30％。

3.一種硅合金、石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、提供或制備硅合金微納米顆粒和氧化石墨；

步驟二、將所述氧化石墨在水中超聲分散，形成以單片層均勻分散的氧化石墨烯溶液，然后加入所述硅合金微納米顆粒，在室溫下攪拌后得到均勻分散的氧化石墨烯和硅合金微納米顆粒的混合物，真空干燥后得到氧化石墨烯包覆的硅合金微納米顆粒；

步驟三、將所述氧化石墨烯包覆的硅合金微納米顆粒在還原氣氛下熱還原，得到石墨烯包覆的硅合金微納米顆粒；

步驟四、將所述石墨烯包覆的硅合金微納米顆粒與石墨烯按照質量比例5∶1～1∶20混合后球磨，得到均勻混合的硅合金、石墨烯復合材料；所述硅合金微納米顆粒在所述硅合金、石墨烯復合材料中的質量分數為0.1％～20％。

4.如權利要求3所述的硅合金、石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述硅合金微納米顆粒的粒徑為1nm～100nm。

5.如權利要求3所述的硅合金、石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述硅合金微納米微粒中的金屬為鎳、鐵、銅、鎂、鈷或鋁；

所述硅合金微納米微粒中的金屬所占的質量比例為1％～30％。

6.如權利要求3所述的硅合金、石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述氧化石墨包括如下步驟制備得到：將石墨原料、過硫酸鉀和五氧化二磷加入至80℃的濃硫酸中，攪拌均勻，冷卻6小時以上，抽濾，洗滌至中性，干燥，得到混合樣品；

將所述混合樣品加入至0℃的濃硫酸中，再加入高錳酸鉀，體系的溫度保持在20℃以下，然后在35℃的油浴中保持2小時后，緩慢加入去離子水，15分鐘后，再加入含雙氧水的去離子水，直至溶液的顏色變為亮黃色，趁熱抽濾，再用濃度為10％的鹽酸進行洗滌，抽濾，60℃真空干燥即得到氧化石墨。

7.如權利要求3所述的硅合金、石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟一還包括用鹽酸處理所述硅合金微納米顆粒的表面的操作。

8.如權利要求3所述的硅合金、石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟二中，按照所述硅合金微納米顆粒和所述氧化石墨烯的質量比例為1∶5～1∶100向所述氧化石墨烯溶液中加入所述硅合金微納米顆粒。

9.如權利要求3所述的硅合金、石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟三為：將所述氧化石墨烯包覆的硅合金微納米顆粒放入通有還原性氣體的管式爐中，以10℃/min～100℃/min的速度升溫至200℃～1200℃并持續1h～10h，保持還原氣氛冷卻至室溫，得到所述石墨烯包覆的硅合金微納米顆粒。

10.如權利要求3所述的硅合金、石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟四中，所述石墨烯通過液相還原步驟一得到的氧化石墨制得。