[發明專利]一種高質量石墨烯材料的電化學制備方法

在審

• 申請號: 202110284844.3
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113060722A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 何朋;丁古巧;張鵬磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所;中科悅達(上海)材料科技有限公司
• 主分類號: C01B32/19
• 分類號: C01B32/19
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 宋麗榮

1.一種高質量石墨烯材料的電化學制備方法，其特征在于，該電化學制備方法包括步驟：

S1，配制電解液，在電解液中配置石墨材料作為陽極，配置金屬或石墨材料作為陰極，形成電化學剝離體系，電解液中包括氣泡抑制劑，所述氣泡抑制劑為氫氧化鈉、一水合氨、碳酸鈉和碳酸氫鈉中的一種或幾種；

S2，在陽極和陰極之間施加電壓，控制電化學剝離體系分別在0～20℃的低溫段和40～95℃的高溫段保溫，使得石墨陽極相繼經歷低溫插層和高溫剝離階段，得到電化學剝離產物；

S3，收集所述電化學剝離產物，經洗滌和干燥得到高質量石墨烯粉體。

2.根據權利要求1所述的電化學制備方法，其特征在于，電解液中還包括插層劑，所述插層劑為硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽、六氟磷酸鹽和氟硼酸鹽中的一種或幾種。

3.根據權利要求2所述的電化學制備方法，其特征在于，所述電解液中的插層劑的濃度為0.5～5mol/L，氣泡抑制劑的濃度為0.05～0.5mol/L，插層劑與氣泡抑制劑的摩爾比為5:1～10:1。

4.根據權利要求1所述的電化學制備方法，其特征在于，電解液中還包括溶劑，所述溶劑為水、乙醇、異丙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基甲酰胺中的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的電化學制備方法，其特征在于，作為陽極或陰極的石墨材料為天然石墨聚集體、合成石墨聚集體、膨脹石墨聚集體、高定向熱解石墨、石墨纖維、石墨膜中的一種或幾種。

6.根據權利要求1所述的電化學制備方法，其特征在于，作為陰極的金屬材料為鉑、金、銀、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎳中的一種。

7.根據權利要求1所述的電化學制備方法，其特征在于，在步驟S2的溫控電化學剝離過程中，在陽極和陰極之間施加電壓的方式為恒電壓或恒電流。

8.根據權利要求7所述的電化學制備方法，其特征在于，所述恒電壓為1～20V，所述恒電流為0.5～10A。

9.根據權利要求1所述的電化學制備方法，其特征在于，該制備方法還包括步驟S4，將高質量石墨烯粉體放入分散介質中，分散得到高質量石墨烯分散液。

10.根據權利要求9所述的電化學制備方法，其特征在于，分散介質為異丙醇、N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的任意一種。