[發明專利]一種高比表面石墨烯及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201310009816.6
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103058178A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 屈曉蘭;劉瓊馨;呂姍;徐懷良
• 申請（專利權）人: 常州第六元素材料科技股份有限公司
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種制備高比表面石墨烯的方法，其特征在于，所述方法為將強堿固體加入氧化石墨烯溶液中，混合均勻得懸浮液，將懸浮液中的水分蒸發去除，得固體，最后將固體粉碎，煅燒得到高比表面石墨烯初品；

可選地，在煅燒后，將所得固體進行水洗，干燥得高比表面石墨烯。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將懸浮液中的水分蒸發去除的步驟通過干燥來進行，優選油浴干燥、鼓風干燥或真空干燥中的1種或至少2種的組合，進一步優選油浴干燥和/或鼓風干燥；

優選地，所述干燥的溫度為80~180℃，優選100~180℃；

優選地，所述干燥的時間為17~46h，優選18~24h。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述將懸浮液中的水分蒸發去除的步驟為：將懸浮液置于油浴中進行油浴干燥至懸浮液失去流動性，然后將所得產物鼓風干燥；

優選地，所述油浴干燥的溫度為110~180℃，優選120~180℃；

優選地，所述油浴干燥的時間為2~8h，優選3~6h；

優選地，所述鼓風干燥的溫度為80~140℃，優選80~120℃；

優選地，所述鼓風干燥的時間為15~36h，優選18~24h。

4.如權利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯與強堿的質量比為1:1~1:5，，優選1:1~1:4，進一步優選1:1.5~1:3.5；

優選地，所述強堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰或氫氧化鈣中的任意1種或至少2種的組合。

5.如權利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯溶液通過如下方法而制備：將石墨氧化得氧化石墨，加水超聲得氧化石墨烯溶液；

優選地，所述石墨氧化的方式選自Brodie法、Staudenmaie法、Hummers法或改性Hummers法中的任意1種；

優選地，所述懸浮液中，氧化石墨烯的濃度為0.001~0.2g/mL，優選0.01~0.18g/mL。

6.如權利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述混合的方式選自超聲、磁力攪拌、機械攪拌中的任意1種或至少2種的組合；

優選地，所述煅燒在保護性氣氛下進行，所述保護性氣氛選自氮氣、氬氣、氦氣、氖氣中的任意1種或至少2種的組合，優選氮氣和/或氬氣；

優選地，所述煅燒的溫度為700℃~1000℃，優選750-950℃，進一步優選800-900℃；

優選地，所述煅燒的時間為2~4h，優選2.5~3.5h。

7.如權利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

（1）將氧化石墨加水超聲得到氧化石墨烯水溶液；

（2）將強堿加入氧化石墨烯水溶液中，混合均勻得懸浮液；

（3）將懸浮液置于油浴中進行油浴干燥至懸浮液失去流動性，然后將所得產物鼓風干燥15~36h，得固體；

（4）將固體粉碎，在700℃~1000℃下高溫煅燒得到高比表面石墨烯初品；

可選地，將得到的高比表面石墨烯初品進行水洗，干燥得到高比表面石墨烯。

8.一種如權利要求1-7之一所述的方法制備得到的高比表面石墨烯，其特征在于，所述石墨烯的比表面積≥500m²/g，優選1000~2500m²/g。

9.一種如權利要求8所述的高比表面石墨烯的用途，其特征在于，所述高比表面石墨烯用于超級電容器、鋰離子電池或者燃料電池，以及納電子器件、高頻電路、光子傳感器、基因電子測序和減少噪音。