[發明專利]一種石墨烯粉體的制備方法

在審

• 申請號: 201911046244.2
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110562965A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 常海欣;李剛輝;郭輝
• 申請（專利權）人: 武漢低維材料研究院有限公司
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184
• 代理公司: 11401 北京金智普華知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊采良

本發明涉及一種石墨烯粉體的制備方法，屬于石墨烯制備技術領域。本發明的石墨烯粉體的具體制備方法如下：常溫下，將氧化石墨烯分散于水中，形成氧化石墨烯水分散液，然后按配比向所述分散液中加入還原糖，超聲分散均勻，再將所得混合溶液置于光照條件下攪拌反應1～5h；反應結束后，冷卻，將產物離心、洗滌，噴霧干燥后烘干、研磨即可。利用本發明方法制備的石墨烯粉體片層均勻、厚度薄(1～5nm)、形貌規整、還原程度高、缺陷少、電導率高，可廣泛的應用于微機電系統、人工智能、生物醫藥等電子器件領域。

技術領域

本發明屬于石墨烯制備技術領域，具體涉及一種石墨烯粉體的制備方法。

背景技術

石墨烯是一種由sp²雜化的碳原子組成的具有單層二維蜂巢晶格結構的新型材料，2004年研究者們首次成功分離出穩定的石墨烯。由于石墨烯具有非常高的比表面積、電子遷移率、楊氏模量和熱導性，使其在諸多領域展現出廣闊的應用前景，例如催化劑載體、電子元器件、納米功能材料、儲能材料和復合材料等領域。

石墨烯的制備方法也很多，可分為化學方法和物理方法?；瘜W方法主要有氧化還原法、化學氣相沉積法、熱解還原法等；物理方法主要有微機械剝離法、液相剝離法等。上述方法通常需要使用有毒的化學還原劑如水合肼、二甲基肼、苯肼和有毒的有機試劑如醛類和醚類等，并且反應條件苛刻、步驟繁瑣、對設備要求高、耗時長、反應條件不可控。因此，開發工藝簡單易行、綠色環保無污染的制備方法顯得尤為重要。由于光還原法制備石墨烯的過程中沒有有害物質產生、相對于傳統的制備方法，對環境友好，制備周期短，重復性好，因而得到越來越多研究者們的認可。

基于上述理由，提出本申請。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題或缺陷，本發明的目的在于提供一種石墨烯粉體的制備方法。本發明方法簡單快捷、安全環保，且解決了現有技術制備石墨烯粉體工藝中存在的制備條件苛刻、步驟繁瑣、周期長等技術問題。

為了實現本發明的上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種石墨烯粉體的制備方法，所述方法具體包括如下步驟：

常溫下，將氧化石墨烯分散于水中，形成氧化石墨烯水分散液，然后按配比向所述分散液中加入還原糖，超聲分散均勻，再將所得混合溶液置于光照條件下攪拌反應1～5h；反應結束后，冷卻，將產物離心、洗滌，噴霧干燥后烘干、研磨，得到所述的石墨烯粉體。

具體地，上述技術方案，所述常溫是指四季中自然室溫條件，不進行額外的冷卻或加熱處理，一般常溫控制在10～30℃，最好是15～25℃。

進一步地，上述技術方案，所述氧化石墨烯水分散液中氧化石墨烯的質量濃度優選為1～5mg/mL。

進一步地，上述技術方案，所述還原糖與氧化石墨烯的質量比為1：1～1：8。

進一步地，上述技術方案，所述還原糖為葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖或麥芽糖中的任一種或幾種。

進一步地，上述技術方案，所述光照光源為可見光或紫外光。

進一步地，上述技術方案，所述可見光功率優選為1000～1500W，所述紫外光功率優選為500～800W。

進一步地，上述技術方案，所述氧化石墨烯是將石墨氧化制得，具體步驟如下：

將石墨粉、濃硫酸在冰浴條件下攪拌混合均勻，然后將所得混合液加熱至30～40℃，攪拌反應1～2h，再向反應體系中加入雙氧水(H₂O₂)至反應液變為棕黃色，加去離子水繼續恒溫攪拌反應10～60min，反應結束后，將產物離心、洗滌數次，直至洗滌液的pH值為6～7，最后經抽濾干燥，得到所述的氧化石墨烯。