[發(fā)明專利]一種高質(zhì)量石墨烯的分散和薄膜制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310371513.9
• 申請(qǐng)日: 2013-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN103449420A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴嵩峰;黃坤;李峰;周光敏;聞雷;宋仁升;任文才;成會(huì)明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號(hào): C01B31/04
• 分類號(hào): C01B31/04
• 代理公司: 沈陽(yáng)優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種高質(zhì)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(tuán)聚態(tài)漿料加入到小分子胺化合物的溶液中進(jìn)行分散處理，得到石墨烯在對(duì)應(yīng)溶劑中的高濃度、高穩(wěn)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(zhì)量百分比計(jì)，當(dāng)石墨烯濃度低于3%，且溶液具有良好流動(dòng)性時(shí)，稱為石墨烯分散液；當(dāng)石墨烯濃度在3%以上或靜置狀態(tài)下失去流動(dòng)性時(shí)，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(guī)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(quán)利要求1所述的高質(zhì)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(zhì)量比為1:100～1:1。

3.按照權(quán)利要求1所述的高質(zhì)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(lái)酰亞胺或丙烯酰胺。

4.按照權(quán)利要求1所述的高質(zhì)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(wěn)定分散時(shí)間為大于180天。

5.按照權(quán)利要求1所述的高質(zhì)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(duì)應(yīng)溶劑為水、乙醇、乙醚或氯仿；二烯丙基胺對(duì)應(yīng)溶劑為水、醇、醚或苯；三乙烯二胺對(duì)應(yīng)溶劑為水、丙酮、苯、乙醇、戊烷、已烷或庚烷；二乙烯三胺對(duì)應(yīng)溶劑為水、乙醇、丙酮、苯或甲醇；三乙烯四胺對(duì)應(yīng)溶劑為水或乙醇；馬來(lái)酰亞胺適用溶劑為水、乙醇或乙醚；丙烯酰胺對(duì)應(yīng)溶劑為水、乙醇、醚或三氯甲烷。

6.按照權(quán)利要求1所述的高質(zhì)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(zhì)量百分比計(jì)，用于石墨烯分散的小分子胺化合物，在對(duì)應(yīng)溶劑中的濃度范圍為0.1%～5%，pH值為3～7。

7.按照權(quán)利要求6所述的高質(zhì)量石墨烯的分散和薄膜制備方法，其特征在于，pH值用對(duì)應(yīng)溶劑中可溶的無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸來(lái)進(jìn)行酸堿度的調(diào)節(jié)。

8.按照權(quán)利要求1所述的高質(zhì)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(shí)間為5分鐘～24小時(shí)。

9.按照權(quán)利要求1所述的高質(zhì)量石墨烯的分散和薄膜制備方法，其特征在于，高質(zhì)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(shù)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(quán)利要求1所述的高質(zhì)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(jīng)烘干處理，石墨烯結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)含量低于50ppm，烘干處理的溫度為90～130℃。