石墨烯型材的制备方法技术

本发明专利技术提出了一种石墨烯型材的制备方法，包括以下步骤：1)将化学气相沉积法获得生长在镍基体表面的石墨烯混合物溶解于有机溶剂中，得到液体原料；2)将步骤1)得到的原料加入水合肼中在78-82℃反应得到产物；3)将步骤2)得到的产物进行精馏得到与聚合物配位的石墨烯，并且其生长在镍基体表面，然后进行萃取将聚合物配位的石墨烯与金属镍分离；4)将步骤3)萃取得到的聚合物配位的石墨烯，进行蒸馏即得石墨烯型材。该方法将石墨烯纳米级制品的物理形态，提升到线性或者具备晶格构造性的有机中间体形态，为石墨烯产品的应用领域拓展应用空间。

Method for preparing graphene section bar

The invention provides a method for preparing graphene material, which comprises the following steps: 1) the chemical vapor deposition method to obtain a mixture of dissolved graphene grown on nickel substrate surface in an organic solvent and liquid materials; 2) step 1) obtained raw materials adding hydrazine hydrate products obtained at 78-82 deg. reaction; 3) step 2) get the product of the distillation of graphene and coordination polymers, and its growth in a nickel substrate, then the polymer extraction coordination of graphene and nickel separation; 4) step 3) extracted from the polymer ligands of graphene the distillation of graphene material. The method can enhance the physical shape of graphene nano scale products to linear or organic intermediates with lattice structure, and expand application space for the application field of graphene products.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯型材的制备方法
本专利技术碳材料
，具体涉及一种石墨烯型材的制备方法。
技术介绍
石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构，并且只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯在很多方面都展现出了优异的性能，比如石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光，其透光性非常好；石墨烯的导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石；石墨烯常温下的电子迁移率超过15000cm2/V·s，高于纳米碳管和硅晶体；石墨烯的电阻率只有10-6Ω·cm，比铜或银更低，是目前电阻率最小的材料；此外石墨烯也是目前最薄却最坚硬的材料。将石墨烯制备成粉体更有利于石墨烯的应用，如石墨烯材料粉体可用作膨胀剂材料的添加剂，提高膨胀剂材料的电学性能和力学强度，石墨烯材料粉体具有广阔的应用前景。石墨烯本身是具备键链接规律的超级二维结构，理论上，石墨烯可以被连成片状、管状、线性材料。然而，在实际生产中，很难获取具备可视条件的型材。目前的生产技术获得的石墨烯成品都以纳米球，纳米管或者层叠式纳米叠合物，通过介质附着方式应用在各个领域。石墨烯通过有机物熔合形成的应用材料，已经在各个领域得到推广，石墨烯复合纤维，石墨烯金属复合材料等已经成为石墨烯应用领域的主要方式，但是鉴于这些材料受到复合体基材的物理效应影响，导致石墨烯本身的使用属性得不到应用或者大打折扣。
技术实现思路
为解决现有石墨烯很难获取具备可视条件的型材的问题，本专利技术提出一种石墨烯型材的制备方法，其将石墨烯纳米级制品的物理形态，提升到线性或者具备晶格构造性的有机中间体形态，为石墨烯产品的应用领域拓展应用空间。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种石墨烯型材的制备方法，包括以下步骤：1)将化学气相沉积法获得生长在镍基体表面的石墨烯混合物溶解于有机溶剂中，得到液体原料；2)将步骤1)得到的原料加入水合肼中在78-82℃反应得到产物；3)将步骤2)得到的产物进行精馏得到与聚合物配位的石墨烯，并且其生长在镍基体表面，然后进行萃取将聚合物配位的石墨烯与金属镍分离；4)将步骤3)萃取得到的聚合物配位的石墨烯，进行蒸馏即得石墨烯型材。进一步，所述步骤1)生长在镍基体表面的石墨烯混合物的获得方法为：将醋酸在合成塔中进行脱水得到酸酐，然后加入醋酸镍，并通惰性气体，然后加热至350～380℃进行聚合，得到醋酸酯聚合物以及生长在镍基体表面的石墨烯的混合物。进一步，所述步骤1)中醋酸镍的加入量为醋酸质量的3～10％。进一步，所述步骤1)的有机溶剂为醋酸乙烯。进一步，所述液体原料的体积浓度为30％。进一步，所述液体原料在加入水合肼之前需要进行匀质处理。进一步，所述匀质处理包括将液体原料送入反应釜中，然后加入均质剂，加热到进行搅拌均匀得到匀质液体原料。进一步，所述均质剂为钛酸丁酯，其添加量为液体原料质量的0.01～0.1％。进一步，所述水合肼的添加量为匀质液体原料质量的20％～100％，采用计量泵按照射流法，以0.5％/min～10％/min的速度喷射到匀质液体原料中，机加搅拌速度R＝80r/min，压力≤250KPa，得到产物。进一步，所述步骤3)精馏温度为250～280℃，去除产物中未与石墨烯配位的甲基吡唑与乙酰肼，萃取溶剂为甲醇。本专利技术中石墨烯型材其为石墨烯与高分子聚合物的配位键聚合物，在这里我们命名为芳构石墨烯。本专利技术中的石墨烯在芳构体中以配位键方式链接在聚合物中，而不是以单体存在的，如果石墨烯这个时候以单体，也就是原子结构体存在，那么在水解过程中是一定要产生碳析出；事实上我们的实验过程没有出现此类析出，因此确认这时候的石墨烯是以配位键离子状态存在的。我们将石墨烯在有机芳构体中的存在方式命名为C+6。根据不饱和芳构烃成键理论，在有机物序列中的碳元素最低成键能基础上，以C为主体结合H、N、O、的能力上，本专利技术选择合适的C+6成键方式来表达芳构体有机物的使用属性趋势。在步骤2)中，利用吡唑杂环类有机聚合物作为有机载体的模版，通过金属载体获取C+6所限定分子结合条件，为C+6二维环提供成键趋势。本专利技术在寻求可以驱使单体的C±2转向C+6的过程中，选择具备双键或者四键结合力的金属为驱使对象，一般都在过渡元素Ⅷ族中寻找金属或者衍生盐作为载体，是鉴于该族元素所具备的2～5电子价位的多选择性为C+6的离子性沉积提供了自身可自由退出，循环使用的可能性。这种选择的基础是基于本专利技术制备的聚合体，仅仅在电子层位上将C+6与杂环或者芳构有机物以配位键方式组合为晶格相似共轭形态的芳构石墨烯；而不是通过改变有机分子结构来实现石墨烯有机化。同时本专利技术利用第Ⅷ族过渡元素的多选择性结合力，达到石墨烯成键载体循环使用，实现用最经济地制造C+6的生产方式。本专利技术以唑类物质的五环结构体为构造中介将石墨烯配位到聚乙酰酯，其目的是利用杂环成型过程中的不同键位的量子需求能来确定石墨烯C+6的方向，藉以此控制聚合体中石墨烯的空间结构状态。具体实施方式实施例11)将醋酸在合成塔中进行脱水得到157℃形成酸酐，然后加入为醋酸质量的3％醋酸镍，并通惰性气体，然后加热至350℃进行聚合，得到醋酸酯聚合物以及生长在镍基体表面的石墨烯的混合物，然后将该混合物加入到醋酸乙烯中，形成体积浓度为30％的液体原料；2)将步骤1)得到的液体原料，加入液体原料质量20％的水合肼，采用计量泵按照射流法，以0.5％/min～10％/min的速度喷射到匀质液体原料中，机加搅拌速度R＝80r/min，压力≤250KPa，得到产物；3)将步骤2)得到的产物进行精馏，精馏温度为280℃，去除产物中未与石墨烯配位的甲基吡唑与乙酰肼，得到与聚合物配位的石墨烯，并且其生长在镍基体表面，然后用甲醇萃取将聚合物配位的石墨烯与金属镍分离；4)将步骤3)萃取得到的聚合物配位的石墨烯，进行蒸馏去除甲醇即得石墨烯型材。实施例21)将醋酸在合成塔中进行脱水得到157℃形成酸酐，然后加入为醋酸质量的3％醋酸镍，并通惰性气体，然后加热至380℃进行聚合，得到醋酸酯聚合物以及生长在镍基体表面的石墨烯的混合物，然后将该混合物加入到醋酸乙烯中，形成体积浓度为30％的液体原料；2)将步骤1)得到的液体原料送入反应釜中，然后加入钛酸丁酯，加热80℃进行搅拌均匀得到匀质液体原料，加入匀质液体原料质量40％的水合肼，采用计量泵按照射流法，以0.5％/min～10％/min的速度喷射到匀质液体原料中，机加搅拌速度R＝80r/min，压力≤250KPa，得到产物；3)将步骤2)得到的产物进行精馏，精馏温度为260℃，去除产物中未与石墨烯配位的甲基吡唑与乙酰肼，得到与聚合物配位的石墨烯，并且其生长在镍基体表面，然后用甲醇萃取将聚合物配位的石墨烯与金属镍分离；4)将步骤3)萃取得到的聚合物配位的石墨烯，进行蒸馏去除甲醇即得石墨烯型材。实施例31)将醋酸在合成塔中进行脱水得到157℃形成酸酐，然后加入为醋酸质量的3％醋酸镍，并通惰性气体，然后加热至370℃进行聚合，得到醋酸酯聚合物以及生长在镍基体表面的石墨烯的混合物，然后将该混合物加入到醋酸乙烯中，形成体积浓度为30％的液体原料；2)将步骤1)得到的液体原料送入反应釜中，然后加入钛酸丁酯，加热80℃进行搅拌均匀得到匀质液体原料，加入匀质液体原料质量80％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将化学气相沉积法获得的生长在镍基体表面的石墨烯混合物溶解于有机溶剂中，得到液体原料；2)将步骤1)得到的原料加入水合肼中在78‑82℃反应得到产物；3)将步骤2)得到的产物进行精馏得到与聚合物配位的石墨烯，并且其生长在镍基体表面，然后进行萃取将聚合物配位的石墨烯与金属镍分离；4)将步骤3)萃取得到的聚合物配位的石墨烯，进行蒸馏即得石墨烯型材。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将化学气相沉积法获得的生长在镍基体表面的石墨烯混合物溶解于有机溶剂中，得到液体原料；2)将步骤1)得到的原料加入水合肼中在78-82℃反应得到产物；3)将步骤2)得到的产物进行精馏得到与聚合物配位的石墨烯，并且其生长在镍基体表面，然后进行萃取将聚合物配位的石墨烯与金属镍分离；4)将步骤3)萃取得到的聚合物配位的石墨烯，进行蒸馏即得石墨烯型材。2.根据权利要求1所述的石墨烯型材的制备方法，其特征在于，所述步骤1)生长在镍基体表面的石墨烯混合物的获得方法为：将醋酸在合成塔中进行脱水得到酸酐，然后加入醋酸镍，并通惰性气体，然后加热至350～380℃进行聚合，得到醋酸酯聚合物以及生长在镍基体表面的石墨烯的混合物。3.根据权利要求2所述的石墨烯型材的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中醋酸镍的加入量为醋酸质量的3～10％。4.根据权利要求2所述的石墨烯型材的制备方法，其特征在于，所述步骤1)的有机溶剂为醋酸乙烯。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新勇，
申请(专利权)人：李新勇，
类型：发明
国别省市：重庆,50