[發明專利]多孔石墨烯、石墨烯/多孔金屬復合材料以及它們的制備方法

有效

• 申請號: 201210017930.9
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN103215469A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 黃富強;周密;畢輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;C23C16/26
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 郭輝

1.一種石墨烯/多孔金屬復合材料的制備方法，所述方法包括：

將金屬粉體和/或金屬氧化物粉體共混，形成混合均勻的粉體后進行成型，在還原氣氛下進行高溫還原，形成三維多孔金屬基底；

采用化學氣相沉積法在所述三維多孔金屬基底上生長石墨烯，獲得石墨烯/多孔金屬復合材料。

2.如權利要求1所述的石墨烯/多孔金屬復合材料的制備方法，其特征在于，所述方法還包括：

將金屬粉體及其氧化物粉體進行研磨混合。

3.如權利要求1所述的石墨烯/多孔金屬復合材料的制備方法，其特征在于，所述方法還包括：

在混合均勻的粉體中加入粘結劑，通過成型方法得到多孔基底。

4.如權利要求1所述的石墨烯/多孔金屬復合材料的制備方法，其特征在于，所述金屬粉體是選自lr、Pt、Mo、W、Zn、Nb、Ta、Ru、Ti、Zr、Pd、Fe、Co、Ni、Cu、V、Rh及其它們組合一種或多種。

5.如權利要求2所述的石墨烯/多孔金屬復合材料的制備方法，其特征在于，所述成型方法包括：機械壓片法，刮涂法，旋涂法以及它們的組合。

6.根據權利要求1所述的石墨烯/多孔金屬復合材料的制備方法，其特征在于，所述高溫還原是在高溫爐中進行，高溫爐的溫度在400-1500℃之間，還原反應時間在0.1小時-20小時之間。

7.根據權利要求1所述的石墨烯/多孔金屬復合材料的制備方法，其特征在于，所述化學氣相沉積法所采用的碳源包括：甲烷、乙烯、乙炔、乙醇、乙烷、丙烷以及它們的混合氣；采用的保護氣包括：氮氣、氬氣、氦氣以及它們的混合氣；以及采用的還原氣體為氫氣。

8.根據權利要求1所述的石墨烯/多孔金屬復合材料的制備方法，其特征在于，所述化學氣相沉積法包括：

程序升溫，升溫速率在0.5-20℃/分鐘，加熱至反應溫度700-1500℃，恒溫1-240分鐘；

導入碳源、氫氣和保護氣，氣體流量為1-800sccm，反應時間1-480分鐘；

反應完畢后控制降溫速率為10-50℃/分鐘，冷卻至室溫。

9.按照權利要求1-8任一項所述制備方法制得的石墨烯/多孔金屬復合材料。

10.一種多孔石墨烯的制備方法，所述方法包括：

將金屬粉體和/或金屬氧化物粉體共混，形成混合均勻的粉體后進行成型，在還原氣氛下進行高溫還原，形成三維多孔金屬基底；

采用化學氣相沉積法在所述三維多孔金屬基底上生長石墨烯，獲得石墨烯/多孔金屬復合材料；

在有機物的保護下，將石墨烯/多孔金屬復合材料放入刻蝕液中去除多孔金屬基底，獲得三維多孔石墨烯。

11.如權利要求10所述多孔石墨烯的制備方法，其特征在于，所述方法還包括：

將金屬粉體及其氧化物粉體進行研磨混合。

12.如權利要求10所述多孔石墨烯的制備方法，其特征在于，所述方法還包括：

在混合均勻的粉體中加入粘結劑，通過成型方法得到多孔基底。

13.如權利要求10所述多孔石墨烯的制備方法，其特征在于，所述金屬粉體是選自lr、Pt、Mo、W、Zn、Nb、Ta、Ru、Ti、Zr、Pd、Fe、Co、Ni、Cu、V、Rh及其它們組合。

14.如權利要求11所述多孔石墨烯的制備方法，其特征在于，所述成型方法包括：機械壓片法，刮涂法，旋涂法以及它們的組合。

15.根據權利要求10所述多孔石墨烯的制備方法，其特征在于，所述高溫還原是在高溫爐中進行，高溫爐的溫度在400-1500℃之間，還原反應時間在0.1小時-20小時之間。

16.根據權利要求10所述多孔石墨烯的制備方法，其特征在于，所述化學氣相沉積法所采用的碳源包括：甲烷、乙烯、乙炔、乙醇、乙烷、丙烷以及它們的混合氣；采用的保護氣包括：氮氣、氬氣、氦氣以及它們的混合氣；以及采用的還原氣體為氫氣。