三维有序大孔-介孔石墨烯及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及三维有序大孔‑介孔石墨烯及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：（1）将有序堆积的有机高分子模板球浸入到陶瓷的前驱体溶液中，分离、干燥后进行热处理，制得有机高分子模板球/陶瓷复合物；（2）将制得的有机高分子模板球/陶瓷复合物中的有机高分子模板球去除，制得三维多孔陶瓷；（3）用化学气相沉积法在制得的三维多孔陶瓷衬底上生长石墨烯，得到生长有石墨烯的三维陶瓷复合材料；（4）将生长有石墨烯的三维陶瓷复合材料放入刻蚀液中，去除陶瓷模板、干燥，即得到所述三维有序大孔‑介孔石墨烯。本发明专利技术工艺简单，成本低廉，可控性强，重复性好，易于实现大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种三维有序大孔、介孔石墨烯粉体的制备方法，具体涉及一种化学气相沉积制备孔径可控的三维有序大孔、介孔石墨烯粉体的方法。
技术介绍
能源的高效、低成本的储存已成为二十一世纪人类发展的热点问题，在全球引起了广泛关注。超级电容器具有功率密度大，能量密度适中，操作安全，循环寿命长等特点，是优秀的储能系统，也是近来研究的热点领域，具有广泛的应用前景。石墨烯材料是一种具有优秀物理化学性质的新材料，它具有良好的导电性能，其载流子率在室温下可达到1.5×104cm2/(V·S)。同时，石墨烯是目前世界上已知的最薄、强度最大的材料，其拉伸模量和本征强度分别为1000GPa和130GPa；导热性极好,热导率达5000W/(m·K)。与其他碳材料相比，石墨烯的比表面积更大，其理论比表面积为2630m2/g。超级电容器的独立支撑电极需具有较高的机械强度和大的电容，而石墨烯比表面积大、导电率高、化学稳定好、这些优良性能使石墨烯及石墨烯基材料成为超级电容器电极材料很有力的竞争者。Rao等首次制备出石墨烯电容器，其在H2SO4电解质溶液中的比电容达117F/g，在离子液体中的比电容为75F/g，能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备三维有序大孔‑介孔石墨烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将有序堆积的有机高分子模板球浸入到陶瓷的前驱体溶液中，分离、干燥后进行热处理，制得有机高分子模板球/陶瓷复合物；（2）将制得的有机高分子模板球/陶瓷复合物中的有机高分子模板球去除，制得三维多孔陶瓷；（3）用化学气相沉积法在制得的三维多孔陶瓷衬底上生长石墨烯，得到生长有石墨烯的三维陶瓷复合材料；（4）将生长有石墨烯的三维陶瓷复合材料放入刻蚀液中，去除陶瓷模板、干燥，即得到所述三维有序大孔‑介孔石墨烯。

【技术特征摘要】
1.一种制备三维有序大孔-介孔石墨烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将有序堆积的有机高分子模板球浸入到陶瓷的前驱体溶液中，分离、干燥后进行热处理，制得有机高分子模板球/陶瓷复合物；（2）将制得的有机高分子模板球/陶瓷复合物中的有机高分子模板球去除，制得三维多孔陶瓷；（3）用化学气相沉积法在制得的三维多孔陶瓷衬底上生长石墨烯，得到生长有石墨烯的三维陶瓷复合材料；（4）将生长有石墨烯的三维陶瓷复合材料放入刻蚀液中，去除陶瓷模板、干燥，即得到所述三维有序大孔-介孔石墨烯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述有机高分子模板球为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、和聚乙烯中的至少一种；所述有机高分子模板球的粒径为50nm～5μm，优选100nm～1μm。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述陶瓷为氧化物陶瓷，优选金属氧化物和/或氧化硅陶瓷，所述前驱体优选为金属的可溶性盐和/或金属可溶性硅酸盐。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述前驱体溶液浓度为0.1～5.0mol/L,优选为0.5～2.0mol/L。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述热处理的温度为200～1200℃，优选为300～...

【专利技术属性】
技术研发人员：许峰，黄富强，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31