一种蜂窝状三维石墨烯的制备方法技术

本发明专利技术属于纳米材料的制备技术领域，具体涉及一种蜂窝状三维石墨烯的制备方法。该发明专利技术的技术方案是：以天然鳞片石墨为原料，利用Hummers法制备氧化石墨；将氧化石墨与聚苯乙烯微球制备液超声混合，进行水热反应得到氧化石墨烯包裹的聚苯乙烯微球模板；在弱碱性条件下，利用水合肼将聚苯乙烯微球表面的氧化石墨烯还原为石墨烯；在强碱性条件下，利用甲苯去除聚苯乙烯微球模板，得到三维石墨烯结构；最后经高温活化处理，得到蜂窝状的三维石墨烯。本发明专利技术采用一锅法制备三维石墨烯，操作简单、成本低廉，制备的多孔三维石墨烯具有高比表面积、高导电率、强亲水性等优点，可广泛应用于导电复合材料、电池、电化学传感等领域。

Method for preparing honeycomb three-dimensional graphene

The invention belongs to the field of preparation technology of nanometer materials, in particular to a preparation method of honeycomb three-dimensional graphene. The technical scheme of the invention is: using natural flake graphite as raw material, preparation of graphite oxide by Hummers method; the graphite oxide and polystyrene microspheres prepared by ultrasonic mixing of the hydrothermal reaction to obtain graphene oxide coated polystyrene microspheres template; in alkalescent condition, using the hydrazine reduction of graphene oxide surface of polystyrene microspheres for graphene; in strong alkaline conditions, the removal of polystyrene microspheres template using toluene, three-dimensional graphene structure; finally treated by high temperature activation, three-dimensional graphene honeycomb. The invention adopts the one pot synthesis of three-dimensional graphene, simple operation, low cost, porous three-dimensional Shi Moxi prepared have high specific surface area and conductivity, strong hydrophilicity, can be widely used in conductive composite materials, batteries, electrochemical sensors.

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝状三维石墨烯的制备方法
本专利技术属于纳米材料的制备
，具体涉及一种蜂窝状三维石墨烯的制备方法。技术背景石墨烯是一种新型的二维碳纳米材料，由于它具有独特的光学、热学、电子和机械性能，近年来已成为材料科学领域中最为炙手可热的纳米材料，被广泛应用于超级电容器、电池、催化、生物传感器等众多领域。但是由于石墨烯片层之间强烈的吸引力，导致固态的石墨烯由于聚集而失去了单分散石墨烯具有的高比表面积等优异性能。为解决这一困扰，科研工作者们将每一片石墨烯连接在一起形成三维蜂窝状骨架结构，则可使固态石墨烯展现出与单片石墨烯相似的优异性能。目前，三维石墨烯材料制备的一个主要难点是石墨烯片相互聚集，导致其密度很难达到最低，使其性能和应用范围受到很大的限制。化学气相沉积法（CVD）和水热法是制备三维石墨烯的常用方法，CVD法生长条件苛刻，难以实现三维石墨烯的大批量生产；高温水热法制备三维石墨烯虽然具有较多的孔结构，但制备过程复杂，不适合于工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的不足和缺点，采用一锅制备法，不经中间体的分离，直接获得蜂窝状三维石墨烯，具体的技术方案包括以下步聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝状三维石墨烯的制备方法，基特征在于，包括以下步骤：（1）以天然鳞片石墨为原料，利用Hummers法制备氧化石墨；（2）将氧化石墨与聚苯乙烯微球制备液超声混合，进行水热反应，形成氧化石墨烯包裹的聚苯乙烯微球模板；（3）向步骤（2）得到的混合液中加入弱碱和水合肼，将氧化石墨烯还原为石墨烯，得到石墨烯包裹的聚苯乙烯微球；（4）向步骤（3）得到的混合液中加入强碱和甲苯，去除聚苯乙烯微球，得到三维石墨烯结构；（5）将步骤（4）得到的三维石墨烯高温活化处理，得到蜂窝状的三维石墨烯。

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝状三维石墨烯的制备方法，基特征在于，包括以下步骤：（1）以天然鳞片石墨为原料，利用Hummers法制备氧化石墨；（2）将氧化石墨与聚苯乙烯微球制备液超声混合，进行水热反应，形成氧化石墨烯包裹的聚苯乙烯微球模板；（3）向步骤（2）得到的混合液中加入弱碱和水合肼，将氧化石墨烯还原为石墨烯，得到石墨烯包裹的聚苯乙烯微球；（4）向步骤（3）得到的混合液中加入强碱和甲苯，去除聚苯乙烯微球，得到三维石墨烯结构；（5）将步骤（4）得到的三维石墨烯高温活化处理，得到蜂窝状的三维石墨烯。2.根据权利要求1所述的一种蜂窝状三维石墨烯的制备方法，其特征在于：步聚（1）具体为：将天然鳞片石墨缓慢加入搅拌的浓硫酸中，再缓慢加入硝酸钠和高锰酸钾的混合物，恒温反应2h；向混合液中加入去离子水稀释，再加入H2O2，趁热过滤；天然石墨在此过程中氧化为氧化石墨。3.根据权利要求1所述的一种蜂窝状三维石墨烯的制备方法，其特征在于：步聚（2）所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳丽，刘红军，李海珍，庞鹏飞，王红斌，
申请(专利权)人：云南民族大学，
类型：发明
国别省市：云南,53