[發(fā)明專利]一種通過電化學(xué)法制備的石墨烯及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910286075.3 | 申請日： | 2019-04-10 |
| 公開（公告）號： | CN109796012A | 公開（公告）日： | 2019-05-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 任國峰;馬立國;劉少華 | 申請（專利權(quán)）人： | 任國峰 |
| 主分類號： | C01B32/19 | 分類號： | C01B32/19 |
| 代理公司： | 上海尚象專利代理有限公司 31335 | 代理人： | 徐炫 |
| 地址： | 063000 河北省唐山市路北區(qū)*** | 國省代碼： | 河北;13 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 制備 石墨烯 無機(jī)鹽溶液 電化學(xué)法 電解液 質(zhì)量百分比 石墨 鉑電極 無機(jī)鹽 表面活性劑 生產(chǎn)成本低 陽極石墨 遠(yuǎn)紅外 稱取 導(dǎo)電 抗菌 催化劑 配制 剝離 通電 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種通過電化學(xué)法制備的石墨烯及其制備方法，該石墨烯通過石墨鉑電極和無機(jī)鹽溶液制備；無機(jī)鹽溶液中無機(jī)鹽的質(zhì)量百分比為10～50％，無機(jī)鹽溶液中按質(zhì)量百分比計還包含表面活性劑0.1％～1％，催化劑0.1％～1％，余量為水。本發(fā)明還提供了該通過電化學(xué)法制備的石墨烯的制備方法，其包含：步驟1，按比例稱取各原料；步驟2，配制電解液；步驟3，將石墨鉑電極插入電解液中，向電解液通電，對陽極石墨鉑進(jìn)行剝離，得到層數(shù)為1～5層的石墨烯。本發(fā)明制備的石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)電、抗菌、遠(yuǎn)紅外、抗紫外等性能，且石墨烯生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低，未來可應(yīng)用在眾多領(lǐng)域。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種石墨烯及其制備方法，具體地，涉及一種通過電化學(xué)法制備的石墨烯及其制備方法。
背景技術(shù)
石墨烯是從石墨中剝離出來的單層碳原子材料，由碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)，它是人類已知的厚度最薄、質(zhì)地最堅硬、導(dǎo)電性最好的材料。石墨烯具有優(yōu)異的力學(xué)、光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，迄今為止研究者尚未發(fā)現(xiàn)石墨烯中有碳原子缺失的情況，碳原子之間的鏈接非常柔韌，比鉆石還堅硬，強(qiáng)度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍，如果用石墨烯制成包裝袋，它將能承受大約兩噸重的物品，幾乎完全透明，卻極為致密，不透水、不透氣，即使原子尺寸最小的氦氣也無法通過，導(dǎo)電性能好，石墨烯中電子的運(yùn)動速度達(dá)到了光速的1/300，導(dǎo)電性超過了任何傳統(tǒng)的導(dǎo)電材料，化學(xué)性質(zhì)類似石墨表面，可以吸附和脫附各種原子和分子，還有抵御強(qiáng)酸強(qiáng)堿的能力。
因此，需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)石墨烯的工藝和系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種石墨烯及其制備方法，制備的石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)電、抗菌、遠(yuǎn)紅外、抗紫外等性能，且石墨烯生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低，未來可應(yīng)用在眾多領(lǐng)域。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種通過電化學(xué)法制備的石墨烯，其中，所述的石墨烯通過石墨鉑電極和無機(jī)鹽溶液制備；所述的無機(jī)鹽溶液中無機(jī)鹽的質(zhì)量百分比為10～50％，所述的無機(jī)鹽溶液中按質(zhì)量百分比計還包含表面活性劑0.1％～1％，催化劑0.1％～1％，余量為水。
上述的通過電化學(xué)法制備的石墨烯，其中，所述的表面活性劑包含聚乙烯醇、聚乙二醇、木質(zhì)素磺酸鈉、聚乙烯吡絡(luò)烷酮(PVP)、十二烷基苯磺酸鈉等中的任意一種或多種。
上述的通過電化學(xué)法制備的石墨烯，其中，所述的無機(jī)鹽是包含硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸銨、硫酸氫銨等的硫酸鹽中的任意一種或多種。
上述的通過電化學(xué)法制備的石墨烯，其中，所述的催化劑包含棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸等中的任意一種或多種。
本發(fā)明還提供了上述的通過電化學(xué)法制備的石墨烯的制備方法，其中，所述的方法包含：步驟1，按比例稱取各原料；步驟2，配制電解液；步驟3，將石墨鉑電極插入電解液中，向電解液通電，對陽極石墨鉑進(jìn)行剝離，得到層數(shù)為1～5層的石墨烯。
上述的通過電化學(xué)法制備的石墨烯的制備方法，其中，所述的步驟2包含：將無機(jī)鹽溶解在去離子水中，攪拌溶解，配制電解質(zhì)溶液，再將表面活性劑和催化劑按比例加入到電解質(zhì)溶液中，攪拌，得到混合的電解液。
上述的通過電化學(xué)法制備的石墨烯的制備方法，其中，所述的步驟2中，在常溫下將無機(jī)鹽電解質(zhì)溶解在去離子水中，攪拌溶解10～30min，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為500～1000轉(zhuǎn)/min，配制含電解質(zhì)的質(zhì)量百分比為10～50％的電解質(zhì)溶液，再將表面活性劑及催化劑按相應(yīng)比例加入到電解質(zhì)溶液中，充分?jǐn)嚢?0～30min，得到混合的電解液。
上述的通過電化學(xué)法制備的石墨烯的制備方法，其中，所述的步驟3中，將石墨鉑電極插入電解液中，向電解液通電，電壓采用10～30V。
本發(fā)明提供的通過電化學(xué)法制備的石墨烯及其制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：
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