[發明專利]一種基于石墨烯的光驅動材料的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201410539294.5
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104310386A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 陳永勝;張騰飛;常慧聰;易寧波
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

1.一種基于石墨烯的光驅動材料的制備方法，其特征在于步驟如下：

1）將氧化石墨烯分散在有機溶劑中，經攪拌、超聲處理，使得氧化石墨烯充分、良好地分散，得到有機分散液；?

2）將上述分散液轉移到高壓溶劑熱反應釜中，然后將釜密封，放入預加熱的烘箱中，在溫度為180℃下進行高溫溶劑熱反應，反應時間為12-18小時，待反應釜冷卻至室溫后，取出充滿反應溶劑的石墨烯材料，置于容器中；

3）將上述石墨烯材料中充滿的反應溶劑置換為水；

4）將上述充滿水的石墨烯材料在溫度為-60℃至-40℃下進行冷凍干燥處理；?

5）將上述冷凍干燥處理后的石墨烯材料在惰性氣氛或真空度不高于10Pa環境中于800-1200℃下進行高溫焙燒1小時，制得基于石墨烯的光驅動材料。

2.根據權利要求1所述基于石墨烯的光驅動材料的制備方法，其特征在于：所述氧化石墨烯為由石墨烯中碳原子按照六角晶格排列組成的片狀分子結構骨架上，含有各種含氧官能團從而形成的二維平面材料，其中含氧官能團為羧基、羰基、羥基或環氧鍵，氧化石墨烯的單片面積為1m²-3000μm²，單片厚度為0.6-2.0?nm，含氧量為10–50wt%。

3.根據權利要求1所述基于石墨烯的光驅動材料的制備方法，其特征在于：所述有機溶劑為甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇和丙酮中的一種或兩種以上任意比例的混合物。

4.根據權利要求1所述基于石墨烯的光驅動材料的制備方法，其特征在于：所述有機分散液中氧化石墨烯的濃度為0.2-5mg/mL，通過改變溶液使用量和反應釜的尺寸，使最終的基于石墨烯的光驅動材料的密度為0.3-14mg/cm³，單塊材料的體積為2-200cm³。

5.一種權利要求1所制備的基于石墨烯的光驅動材料的應用，其特征在于：用于制備光驅動器件或裝置、光探測器檢測裝置或光控制裝置；

所述光致驅動的操作應當將材料放置于真空環境，真空度不高于10Pa，光源放置于真空環境當中，或在裝置上增加透光窗口結構、在真空裝置的局部使用石英透光材料，從而將光線引入得以照射材料；

所述光探測器檢測裝置通過測量電流信號的有無以及強度來判斷光源的開閉以及光的強度；

所述光驅動器件或裝置在光的作用下，提供足夠的推動力，在空間環境中實現有效載荷的運輸，即被用作空間飛行器的推進裝置；

所述光驅動器件或裝置通過光致驅動導致的材料位置變化實現光控制，或通過光-電流信號-模數轉換實現光控制。