[發明專利]一種一步電化學過程制備二維多孔氧化石墨烯的方法

有效

• 申請號: 202010060942.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111320166B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 孫凌
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C01B32/198
• 分類號: C01B32/198
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.一種無機械剝離的電化學制備二維多孔氧化石墨烯的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)以含石墨晶體的柔性或/和非柔性加工導電材料為原材料，在純水中直接經電化學法處理，產生含有二維多孔氧化石墨烯和固體氧化石墨顆粒的懸濁液；(2)對步驟(1)懸濁液實施固液分離處理，分離所得溶液。

2.按照權利要求1所述的一種無機械剝離的電化學制備二維多孔氧化石墨烯的方法，其特征在于，步驟(1)所述的含石墨晶體的柔性或/和非柔性加工導電材料，其外形是條帶狀、箔片狀或塊狀，具體包括石墨紙、石墨化碳纖維，高純石墨片及其加工品、玻璃碳、石墨帶或者石墨棒。

3.按照權利要求1所述的一種無機械剝離的電化學制備二維多孔氧化石墨烯的方法，其特征在于，步驟(1)所述的水，其pH中性，包括但限于由純水機制取且無任何添加的純水、超純水，以及自來水的一種或幾種混合。

4.按照權利要求1所述的一種無機械剝離的電化學制備二維多孔氧化石墨烯的方法，其特征在于，步驟(1)所述的電化學處理，是以所述的含石墨晶體的柔性或/和非柔性加工導電材料為陽極，片狀或線狀導電材料為陰極，將兩電極平行相對并浸沒水中，外加直流電壓進行電化學反應，水顏色逐漸發生變化，電極間存設或不設多孔隔膜。

5.按照權利要求4所述的一種無機械剝離的電化學制備二維多孔氧化石墨烯的方法，其特征在于，所述片狀或線狀導電材料，是化學還原及電化學還原過程中表現穩定的導電材料，包括但不限于金屬及其合金材料、碳基導電材料、半導體材料。其中，金屬及其合金材料，包含但不限于鉑、金、銀、鐵、銅、鋁、鈷、鎳。碳基導電材料，包含但不限于炭紙、石墨箔、PEDOT:PSS；半導體材料包含但不限于硅片、鍺片、氮化鎵、砷化鎵、磷化鎵、硫化鎘、硫化鋅、錳氧化合物、鉻氧化物、鐵氧化物、銅氧化物、鎵鋁砷、鎵砷磷。

6.按照權利要求4所述的一種無機械剝離的電化學制備二維多孔氧化石墨烯的方法，其特征在于，所述電極間距D為1mm～100mm；偏壓電壓范圍+1.5～+1000伏，優選的范圍為+5～+64V；通過耦合調控上述參數，得到不同氧化程度的多孔氧化石墨烯。

7.按照權利要求4所述的一種無機械剝離的電化學制備二維多孔氧化石墨烯的方法，其特征在于，所述電極間存設多孔隔膜，旨在阻斷兩電極液相短路；隔膜厚度0mm≤TD，電絕緣，結構多孔、親水；隔膜單獨設有，或與電極復合成為一體。

8.按照權利要求1所述的一種無機械剝離的電化學制備二維多孔氧化石墨烯的方法，其特征在于，步驟(2)所述的固液分離，包含但不限于抽取、過濾及離心的一種或多種組合。

9.按照權利要求1所述的一種無機械剝離的電化學制備二維多孔氧化石墨烯的方法，其特征在于，步驟(2)所述分離所得溶液，使得固體為氧化石墨顆粒，液體為二維多孔氧化石墨烯分散液。