[發明專利]一種石墨烯/銅復合納米片的制備方法

有效

• 申請號: 201910080448.1
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109773213B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 尹鵬飛;李宇杰;鄒永興;張鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: B22F9/30
• 分類號: B22F9/30;B22F1/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 于濤

本發明提出一種石墨烯/銅復合納米片的制備方法，包括步驟1、把含銅有機鹽溶解于沸點高于該有機鹽分解溫度的有機溶劑中，配置成分解溶液；步驟2、將步驟1所得的分解溶液置于保護氣氛中加熱，分解溶液發生熱分解，生成銅和碳，生成的碳吸附在已生成的銅表面，形成石墨烯層，該石墨烯層使銅的生長各向異性，銅的生長方向垂直于銅（111）晶面，形成石墨烯/銅復合納米片，通過改變熱分解條件，可控制石墨烯/銅復合納米片的邊長尺寸。本發明所涉及的石墨烯/銅復合納米片的制備方法具有制備溫度低、易于控制、成本低、易分散、制備周期短、環保無毒、能耗小、設備簡單的優點。

技術領域

本發明涉及金屬納米材料制備技術領域，尤其涉及一種石墨烯/銅復合納米片的制備方法。

背景技術

在金屬納米材料技術領域，二維納米材料由于其形貌特殊，具有不同于其它材料的獨特性質，成為一種新型納米材料，受到較多關注。相對于金、鉑、銀等貴金屬，銅基納米片的成本低，接觸電阻小，逐漸成為二維納米材料的研究熱點。由于銅基納米片在制備與使用過程中極易被氧化，尺寸，形貌不易控制，因此制備出穩定，可控的銅基納米片成為該研究領域的難點之一。

公告號為CN103170647的中國專利公開了一種自組裝形成銅納米片的方法，該方法所制備出的銅納米片橫向尺寸為1-2μm，其形貌不規則，難以分散；公開號為108127125的中國專利申請公開了一種高穩定性的銅納米片的制備方法，該方法所制備出的銅納米片橫向尺寸為1-3μm，穩定性好，其形貌不規則，少數納米片的形狀為規則四邊形；公開號為107398561的中國專利申請公開了一種具有規則形狀的銅納米片的制備方法，通過直接把鋼板放入含銅溶液中，利用還原反應，最終在鋼板表面形成銅納米片。得到的銅納米片的形貌規則，厚度小于100nm，橫向尺寸在200-300nm；公開號為105451917的中國專利申請公開了金屬納米片、用于制備該金屬納米片的方法、包含該金屬納米片的導電油墨組合物以及傳導性薄膜，該方法通過將金屬鹽放入分散溶液中使傳導性聚合物與金屬鹽反應制備金屬納米片。所制備出的金屬納米片橫向尺寸在100nm-20μm范圍內，形貌規則。所述的金屬納米片需要經過至少100小時獲得，制備周期長；公告號為103540727的中國專利公開了一種通過施加高速、大應變和高應變梯度塑性變形以獲得二維納米層片的方法，該方法得到的為金屬體材料的納米片層結構；公開號為106623980的中國專利申請公開了一種利用熱分解制備金屬鉬納米片的方法，所制備出的鉬納米片橫向尺寸在0.1-2μm，形貌難于控制。

綜上所述，目前制備銅基納米片仍然存在形貌難于控制、不規則、尺寸小、不易分散以及制備周期長等問題。而且，已有方法獲得的銅基納米片容易氧化，性能不穩定。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提出了一種利用銅有機鹽的熱分解反應，得到形貌規則、尺寸大、易于控制、成本低、抗氧化、穩定性好、光電性能優異、易分散、制備周期短的石墨烯/銅復合納米片的制備方法。

為了實現上述目的，本發明提出了一種石墨烯/銅復合納米片的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、把含銅有機鹽溶解于沸點高于該有機鹽分解溫度的有機溶劑中，配置成分解溶液；

步驟2、將步驟1所得的分解溶液置于保護氣氛中加熱，分解溶液發生熱分解，生成銅和碳，生成的碳吸附在已生成的銅表面，形成石墨烯層，該石墨烯層使銅的生長各向異性，銅的生長方向垂直于銅(111)晶面，形成石墨烯/銅復合納米片，通過改變熱分解條件，可控制石墨烯/銅復合納米片的邊長尺寸。

優選的是，在所述步驟1中，所述含銅有機鹽是含有一價或二價銅的有機鹽。

優選的是，所述含銅有機鹽為油酸銅。

優選的是，所述沸點高于含銅有機鹽分解溫度的有機溶劑是烴類、苯類、醚類、長碳鏈的醇類、酮類、酯類、類脂類中的一種或兩種以上的混合物。

優選的是，所述有機溶劑為油酸。