The invention discloses a three-dimensional structure of graphene / carbon nanotube hybrid carbon material preparation method, the preparation method comprises the following steps: first two valent metal salt, carbon precursor, precipitating agent fully dissolved in water, made the mixture; and the mixture was made by hydrothermal suspension; then, in turn, suspension centrifugal washing, drying, powder precursor dried brown; then the precursor compound mixed with dicyandiamide grinding after carbonization, made of black powder; the black powder after pickling treatment, three-dimensional structure of graphene / carbon nanotube hybrid carbon material. The preparation method of the invention adopts the self template in-situ carbonization catalytic technology to prepare three-dimensional structure graphene / carbon nanotube hybrid carbon material, wherein the carbon nanotube is directly grown from the surface of graphene, and the two of them are passed through sp
【技术实现步骤摘要】
一种三维结构石墨烯/碳纳米管杂化碳材料的制备方法
本专利技术涉及纳米材料的
,具体地指一种三维结构石墨烯/碳纳米管杂化碳材料的制备方法。
技术介绍
碳纳米材料一直是科学研究的热点,碳材料种类繁多,根据其维度可以分为零维、一维、二维和三维碳材料。如1985年发现的零维结构的富勒烯;1991年日本科学家SumioIijima发现了一维结构的碳纳米管,2004年俄罗斯的两位物理学家,AndreiGeim和KostyaNovoselov通过使用胶带剥离方法获得了二维单层石墨烯。石墨烯是一种由碳原子SP2杂化组成六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度2D碳材料,其他维度的碳材料如碳纳米管、富勒烯和石墨等都可以看成石墨烯的衍生物。石墨烯具有较高的比表面积(2630m2/g),优越的导电性(200-3000S/cm),可调带宽以及高的机械强度,这些特点使得石墨烯在储能、催化和环境保护等领域有着广阔的应用前景。三维结构的碳材料是通过零维、一维或二维碳材料在空间上组装形成特定结构,特别是近年来三维石墨烯材料吸引了众多研究。由于石墨烯片层之间的强相互作用,容易造成π-π堆落,降低了其比表面积。为此,将石墨烯组装形成三维结构,阻止其层层堆落,有效的提升了其表面积和活性位点,并产生一些新的性能。碳纳米管和石墨烯都是新颖的碳纳米材料,碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料,它的径向尺寸可达到纳米级,轴向尺寸为微米级,具有高的比表面积和导电性。石墨烯和碳纳米管在电学和力学等方面有着相似的性质,但由于结构不同,它们也有很多不同之处。将一维结构的碳纳米管与二维结构的石墨烯 ...
【技术保护点】
一种三维结构石墨烯/碳纳米管杂化碳材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:先将二价金属盐、碳源前体、沉淀剂充分溶解于水中,取得混合液;再将混合液进行水热反应,取得悬浊液;接着将悬浊液依次进行离心、洗涤、干燥处理,取得干燥后的粉末状前驱体;然后将前驱体与氰胺化合物混合研磨后进行碳化处理,取得黑色粉末;最后将黑色粉末经过酸洗处理,得到三维结构石墨烯/碳纳米管杂化碳材料。
【技术特征摘要】
1.一种三维结构石墨烯/碳纳米管杂化碳材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:先将二价金属盐、碳源前体、沉淀剂充分溶解于水中,取得混合液;再将混合液进行水热反应,取得悬浊液;接着将悬浊液依次进行离心、洗涤、干燥处理,取得干燥后的粉末状前驱体;然后将前驱体与氰胺化合物混合研磨后进行碳化处理,取得黑色粉末;最后将黑色粉末经过酸洗处理,得到三维结构石墨烯/碳纳米管杂化碳材料。2.根据权利要求1所述的三维结构石墨烯/碳纳米管杂化碳材料的制备方法,其特征在于,所述二价金属盐、碳源前体、沉淀剂的添加量按摩尔之比为二价金属盐:碳源前体:沉淀剂=1:2-5:3-5。3.根据权利要求1所述的三维结构石墨烯/碳纳米管杂化碳材料的制备方法,其特征在于,所述水热反应的具体步骤为:将混合液置入水热反应釜中在温度为150-200℃的条件下反应10-48h。4.根据权利要求1所述的三维结构石墨烯/碳纳米管杂化碳材料的制备方法,其特征在于,所述碳化处理的具体步骤为:将前驱体与氰胺化合物混合研磨后放入管式炉,在惰性气氛下,以2-5℃/min从室温升温至700-1000℃,并保持1-6h,自然冷却至室温,得到黑色粉末。5.根据权利要求1或4所述的三维结构石墨烯/碳纳米管杂化碳材料的制备方法,其特征在于,所述前驱体与氰胺化合物的添加量按质量之比为前驱体:氰胺化合物=1:3-7。6.根据权利要求1或4所述的三维结构石墨烯/碳纳米管杂化碳材料的制备方法,其特征在于,所述氰胺化合物选自双氰胺或三聚氰胺。7.根据权利要求1所述的三维结构石墨烯/碳纳米管杂化碳材料的制备方法,其特征在于,所述酸洗处理的具体步骤为:将黑色粉末放入摩尔浓度为3-10mol/L的盐酸溶液中,在温度为60-100℃的条件下搅拌反应24-48h,之后冷却至室温,再经过离心处理,并用蒸馏水洗涤至溶液的pH=6.8-7.2,最后将离心得到沉淀物放入温度为60-80℃的烘箱中干燥10-24h,即得到三维结构石墨烯/碳纳米管杂化碳材料。8.根据权利要求1或2所述的三维结构石墨...
【专利技术属性】
技术研发人员:梁济元,闫继,曹元成,汤舜,
申请(专利权)人:江汉大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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