[發明專利]一種石墨烯多孔顆粒的制備方法

有效

• 申請號: 201810436335.6
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108565435B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 畢恒昌;孫立濤
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583
• 代理公司: 北京勁創知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 張鐵蘭

本發明提供了一種石墨烯多孔顆粒的制備方法，首先將氧化石墨烯、石墨烯和水混合，得到氧化石墨烯/石墨烯分散液；然后將所述氧化石墨烯/石墨烯分散液滴在疏水材料表面，使氧化石墨烯/石墨烯分散液成滴狀分散于疏水材料表面，然后經干燥，得到氧化石墨烯/石墨烯復合材料；再將所述氧化石墨烯/石墨烯復合材料在氮氣或惰性氣體氛圍中進行熱還原，得到石墨烯多孔顆粒。本發明所提供的石墨烯多孔顆粒的制備方法具有工藝簡單的優勢，且成品率高，有利于工業化生產。

技術領域

本發明涉及石墨烯多孔材料的技術領域，尤其涉及一種石墨烯多孔顆粒的制備方法。

背景技術

石墨烯由于具有優異的力學、熱學、電學和光學等性能，受到越來越多的重視，其在電子、導電納米復合材料、薄膜、電磁屏蔽和傳感器等眾多領域都有著廣泛的應用。而石墨烯三維材料的出現，擴大了石墨烯的應用領域，如應用于催化劑載體、能源儲存和環境保護等領域。并且，石墨烯三維材料可以方便地集成在現有的使用系統中，從而可以很快的加以應用。在石墨烯三維材料中，石墨烯多孔材料在環保、電池電極材料、催化等領域的應用最為廣泛。

目前石墨烯多孔材料的制備方法主要包括冷凍干燥法和超臨界干燥法。前者是先制備石墨烯水凝膠，完后進行冷凍結冰，再在高真空環境下，讓結的冰直接升華為氣體，從而留下大量的孔，得到石墨烯多孔材料。后者是先制備石墨烯水凝膠，然后再通過壓力和溫度的控制，使凝膠中的溶劑在干燥過程中達到其本身的臨界點，完成液相至氣相的超臨界轉變，得到石墨烯多孔材料。這兩種制備工藝存在工藝復雜、低效的缺點，因此，這兩種工藝非常不適合工業化生產。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于提供一種石墨烯多孔顆粒的制備方法，該制備方法工藝簡單，易于操作。

技術方案：本發明提供了一種石墨烯多孔顆粒的制備方法，包括如下步驟：

(1)將氧化石墨烯、石墨烯和水混合，得到氧化石墨烯-石墨烯分散液；

(2)將所述氧化石墨烯-石墨烯分散液滴在疏水材料表面，使氧化石墨烯-石墨烯分散液成滴狀分散于疏水材料表面，然后經干燥，得到氧化石墨烯-石墨烯復合材料；

(3)將所述氧化石墨烯-石墨烯復合材料在惰性氣體氛圍中進行熱還原，得到石墨烯多孔顆粒。

優選的，所述氧化石墨烯和石墨烯的質量比為1:0.3～7。

優選的，所述氧化石墨烯和石墨烯的質量比為1:3～7。

優選的，所述氧化石墨烯-石墨烯分散液中氧化石墨烯的濃度為1～5mg/mL。

優選的，所述疏水材料為疏水性銅網、荷葉、聚四氟乙烯或七氟丙烯酸酯。

優選的，所述疏水材料為表面涂覆有低表面能物質的玻璃、硅片、金屬片或塑料，所述低表面能物質為含氟丙基籠狀倍半硅氧烷或二甲基硅油。

優選的，所述熱還原的溫度為300～1500℃，所述熱還原的時間為0.5～5h。

優選的，所述熱還原的溫度為600～1200℃。

優選的，所述熱還原的溫度為700～900℃。