[發明專利]一種石墨烯改性鋁基材料粉末的制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710475604.5
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107214334B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 劉海波;張在忠;趙永彬;袁琪琛
• 申請（專利權）人: 山東歐鉑新材料有限公司
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;B22F3/105
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種石墨烯改性鋁基材料粉末的制備方法，包括以下步驟，首先將石墨烯溶液和鋁基材料粉末均勻混合后，得到混合物；然后將上述步驟得到的混合物經過旋轉蒸發后，得到表面均勻分散石墨烯的改性鋁基材料粉末。本發明采用旋蒸的處理方式，將石墨烯均勻的分散包裹在鋁基材料粉末表面，得到能夠均勻涂覆石墨烯的鋁基材料粉末，即均勻分散石墨烯類材料的改性鋁基材料粉末。不僅從根本上解決了石墨烯類材料在溶液中混合不均勻的弊病，能夠保證石墨烯類材料的均勻分散，而且將石墨烯涂覆于鋁基材料粉末表面，可以保證石墨烯的平鋪狀態減少褶皺，更好地發揮其性能，從而將處理后的鋁基材料粉末添加到實際應用中，保證其優良性能的完美發揮。

技術領域

本發明屬于碳材料技術領域，涉及一種石墨烯改性鋁基材料粉末的制備方法，尤其涉及一種在鋁基材料粉末表面分散石墨烯類材料的方法。

背景技術

石墨烯(Graphene)是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料。它是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。作為一種由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，它是目前進入應用領域中最薄的材料和最強韌的材料，斷裂強度比鋼材還要高200倍，還有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的20％；同時石墨烯具有巨大的理論比表面積，物理化學性質穩定，可在高工作電壓和大電流快速充放電下保持很好的結構穩定性，同時，石墨烯還具有優異的導電性，可以降低內阻，提高超級電容器的循環穩定性；而且石墨烯如果能夠制造超微型晶體管，用來生產未來的超級計算機。用石墨烯取代硅，計算機處理器的運行速度將會快數百倍；另外，石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3％的光。并且非常致密，即使是最小的氣體原子(氦原子)也無法穿透。這些特征使得它非常適合作為透明電子產品的原料，如透明的觸摸顯示屏、發光板和太陽能電池板。正是由于石墨烯具有上述諸多的優異物理化學性質，其在儲能材料，環境工程，靈敏傳感方面被廣泛應用，被稱為“黑金”或是“新材料之王”，而且潛在的應用前景廣大，目前已成為全世界的關注焦點與研究熱點之一。

然而在實際應用中，石墨烯還存在著諸多的問題和制約因素，石墨烯極易團聚就是制約石墨烯研究和應用的一個主要障礙。由于石墨烯相互間存在較強的范德華作用力使其不能在溶劑中穩定分散，分散后也容易再次團聚在一起難以打開。據文獻報告，大量研究通過添加不同類型的分散劑或者改性的方式來提高石墨烯的分散效果，但同樣不能實現石墨烯的均勻分散，并且還會額外引入其他雜質，對后續生產造成負面影響和處理成本的增加，而且石墨烯在與其他材料混合時，還容易發生卷曲褶皺，這會直接影響石墨烯復合材料在后續領域中的作用。

如鋁基復合材料，其具有良好的力學性能和高溫性能，如各種型號和牌號的鋁基材料是金屬材料領域中，用量較大和最受關注的材料之一，增強體主要分為顆粒、纖維兩種，用石墨烯作為增強體添加到鋁基材料中是提高鋁基復合材料性能的一個重要突破。

但是現有的石墨烯增強鋁基復合材料的工藝中均存在石墨烯容易團聚、制備步驟復雜、產量低的問題，很難形成大規模的生產。

因此，如何找到一種能夠在鋁基材料中均勻分散石墨烯的方法，解決石墨烯易團聚的問題，已成為石墨烯生產廠商以及石墨烯的下游應用領域亟待解決的重要問題。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種石墨烯改性鋁基材料粉末的制備方法，特別是一種在鋁基材料粉末表面分散石墨烯類材料的方法，本發明制備的石墨烯改性鋁基材料粉末能夠有效的在鋁基材料粉末表面分散石墨烯，解決其易團聚的問題，為后期石墨烯改性鋁基材料粉末更為廣泛的應用奠定基礎。

本發明提供了一種石墨烯改性鋁基材料粉末的制備方法，包括以下步驟：

A)將石墨烯溶液和鋁基材料粉末均勻混合后，得到混合物；

B)將上述步驟得到的混合物經過旋轉蒸發后，得到表面均勻分散石墨烯的改性鋁基材料粉末。