[發明專利]一種高質量石墨烯的分散和薄膜制備方法

有效

• 申請號: 201310371513.9
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103449420A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 裴嵩峰;黃坤;李峰;周光敏;聞雷;宋仁升;任文才;成會明
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種高質量石墨烯的分散和薄膜制備方法，其特征在于，將石墨烯粉體或團聚態漿料加入到小分子胺化合物的溶液中進行分散處理，得到石墨烯在對應溶劑中的高濃度、高穩定性和易去除分散劑的分散液或漿料；其中，小分子胺化合物為：不飽和胺、面狀或鏈狀多胺、低分子量的不飽和酰胺之一種或兩種以上；按質量百分比計，當石墨烯濃度低于3%，且溶液具有良好流動性時，稱為石墨烯分散液；當石墨烯濃度在3%以上或靜置狀態下失去流動性時，稱為石墨烯漿料，石墨烯漿料的最高可分散濃度為5%；利用所述分散液或漿料直接通過常規的涂膜制備方法，在基體材料表面形成石墨烯涂膜。

2.按照權利要求1所述的高質量石墨烯的分散和薄膜制備方法，其特征在于，用于分散的小分子胺化合物與所分散的石墨烯的質量比為1:100～1:1。

3.按照權利要求1所述的高質量石墨烯的分散和薄膜制備方法，其特征在于，不飽和胺為烯丙基胺或二烯丙基胺；面狀或鏈狀多胺為三乙烯二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；低分子量的不飽和酰胺為馬來酰亞胺或丙烯酰胺。

4.按照權利要求1所述的高質量石墨烯的分散和薄膜制備方法，其特征在于，石墨烯分散液或石墨烯漿料的穩定分散時間為大于180天。

5.按照權利要求1所述的高質量石墨烯的分散和薄膜制備方法，其特征在于，小分子胺化合物的溶液中，烯丙基胺對應溶劑為水、乙醇、乙醚或氯仿；二烯丙基胺對應溶劑為水、醇、醚或苯；三乙烯二胺對應溶劑為水、丙酮、苯、乙醇、戊烷、已烷或庚烷；二乙烯三胺對應溶劑為水、乙醇、丙酮、苯或甲醇；三乙烯四胺對應溶劑為水或乙醇；馬來酰亞胺適用溶劑為水、乙醇或乙醚；丙烯酰胺對應溶劑為水、乙醇、醚或三氯甲烷。

6.按照權利要求1所述的高質量石墨烯的分散和薄膜制備方法，其特征在于，小分子胺化合物的溶液中，按質量百分比計，用于石墨烯分散的小分子胺化合物，在對應溶劑中的濃度范圍為0.1%～5%，pH值為3～7。

7.按照權利要求6所述的高質量石墨烯的分散和薄膜制備方法，其特征在于，pH值用對應溶劑中可溶的無機酸或有機酸來進行酸堿度的調節。

8.按照權利要求1所述的高質量石墨烯的分散和薄膜制備方法，其特征在于，分散處理的方法包括超聲分散、高速剪切分散、劇烈攪拌和乳化中的一種或兩種以上，石墨烯在小分子胺化合物的溶液中分散處理時間為5分鐘～24小時。

9.按照權利要求1所述的高質量石墨烯的分散和薄膜制備方法，其特征在于，高質量石墨烯為利用直接剝離法或插層剝離法制備的碳原子層數在10層以下，片層尺寸在500nm以上，碳氧原子比在20以上的石墨烯。

10.按照權利要求1所述的高質量石墨烯的分散和薄膜制備方法，其特征在于，石墨烯自分散液或漿料中干燥后經烘干處理，石墨烯結構中的雜質含量低于50ppm，烘干處理的溫度為90～130℃。