[發明專利]石墨烯分散液以及石墨烯薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201310347748.4
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103466603A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 劉立偉;吳麗瓊;李偉偉;邱勝強;高嵩;廖書田
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04;C08L81/06;C08L33/12;C08K3/04;C08J5/18;B82Y30/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 楊林;馬翠平

1.一種石墨烯分散液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟A：以膨脹石墨壓制形成的電極作為陽極、金屬或非金屬電極材料作為陰極；將所述陽極和陰極置于電解質溶液中，并在所述陽極和陰極之間施加1～20V的電壓和/或密度為1～200mA/cm²的電流進行電化學反應1～120分鐘；

步驟B:將電化學反應后的陽極產物進行洗滌，然后加入到分散劑中，通過超聲或/和機械攪拌分散獲得所述石墨烯分散液。

2.根據權利要求1所述石墨烯分散液的制備方法，其特征在于，所述膨脹石墨是在壓力為1～50Mpa的條件下壓制形成電極的。

3.根據權利要求1所述石墨烯分散液的制備方法，其特征在于，所述電解液包括氯化鐵、氯化鎳、氯化銅、氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀、硫酸鉀、硫酸鈉、硫酸、硝酸、乙酸、甲酸、丙酸、磷酸、磷酸銨、硫酸銨、硝酸銨、氨水中的任意一種或幾種的水溶液；所述電解液中電解質的濃度為0.1～15mol/L。

4.根據權利要求1所述石墨烯分散液的制備方法，其特征在于，對陽極產物進行洗滌的洗滌溶劑為水、鹽酸、乙醇、異丙醇、丙酮、乙腈和四氫呋喃中的任意一種或兩種以上的組合。

5.根據權利要求1所述石墨烯分散液的制備方法，其特征在于，所述分散劑是水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙腈、四氫呋喃、二甲基亞砜、1,2-二氯乙烷、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、γ-丁內酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、乙酸乙酯、吐溫-60、吐溫-80、吐溫-85、曲拉通x-100、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、木質素磺酸鈉、膽酸鈉中的任意一種或兩種以上的組合。

6.根據權利要求1所述石墨烯分散液的制備方法，其特征在于，所述金屬或非金屬電極的材料至少選擇鉑、金、銀、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎳和石墨中的任意一種。

7.根據權利要求1所述石墨烯分散液的制備方法，其特征在于，該方法制備得到的石墨烯分散液的濃度為0.1～20mg/mL。

8.根據權利要求1所述石墨烯分散液的制備方法，其特征在于，所述石墨烯分散液中，所述石墨烯是層數為1～30的薄層石墨烯。

9.一種石墨烯薄膜的制備方法，其特征在于，將如權利要求1-8任一所述石墨烯分散液通過過濾成膜方式或涂覆成膜方式或自然沉積方式在基底上形成石墨烯薄膜。

10.根據權利要求9所述石墨烯薄膜的制備方法，其特征在于，所述基底材料包括普通玻璃、石英玻璃、單晶硅片、多晶硅片、泡沫鎳、泡沫鋁、多孔硅、金、銀、銅、鎳、不銹鋼、海綿、布料、陶瓷、塑料、紙和木材中的任意一種。

11.根據權利要求9所述石墨烯薄膜的制備方法，其特征在于，所述過濾成膜方式包括真空抽濾、常壓過濾或加壓過濾；所述涂覆成膜方式包括旋涂、噴涂或刮涂。

12.根據權利要求9所述石墨烯薄膜的制備方法，其特征在于，所述石墨烯分散液中還加入聚合物材料，制備得到的石墨烯薄膜為石墨烯-聚合物復合膜。

13.根據權利要求12所述石墨烯薄膜的制備方法，其特征在于，所述聚合物材料包括聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯乙烯磺酸鈉、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚氨酯、聚苯胺、聚砜、聚丙烯酰胺、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚偏氟乙烯和聚己內酯；所述聚合物的濃度是0～99wt%。