一种石墨复合膜的制备方法技术

本发明专利技术一种石墨复合膜的制备方法，包括：预备一沸石悬浮液，包含浓度为250～300ppm且粒径为90～180nm的纳米沸石颗粒；预备一石墨悬浮液，包含浓度为150～300ppm的氧化石墨；将一碱性试剂加入该石墨悬浮液中，然后在150～190℃的温度下震荡包含该碱性试剂的石墨悬浮液；以1：1～2：1的体积比混合经还原的石墨悬浮液及该沸石悬浮液，并加入一表面活性剂，以形成一混合溶液；还原该混合溶液；雾化经还原的混合溶液，以形成多个雾化液滴；以一电极处理该多个雾化液滴，使该多个雾化液滴带有电荷；沉积该多个带有电荷的雾化液滴在一基板上，该基板的温度为400～650℃。

A preparation method of graphite composite film

The preparation method of the graphite composite film includes preparing a zeolite suspension containing nano-zeolite particles with a concentration of 250-300 ppm and a particle size of 90-180 nm, preparing a graphite suspension containing graphite oxide with a concentration of 150-300 ppm, adding an alkaline reagent into the graphite suspension, and then shaking the graphite suspension containing the alkaline reagent at 150-190 degrees C. Floating liquid; mixing reduced graphite suspension and zeolite suspension at a volume ratio of 1:1 to 2:1 and adding a surfactant to form a mixed solution; reducing the mixed solution; atomizing the reduced mixed solution to form multiple atomized droplets; treating the multiple atomized droplets with an electrode to make the multiple atomized droplets charged; depositing the multiple charged droplets; The atomized droplets are deposited on a substrate at temperatures ranging from 400 to 650 C.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨复合膜的制备方法
本专利技术涉及关于一种复合膜的制备方法，特别关于一种石墨复合膜的制备方法。
技术介绍
石墨具有优异的力学性能、高热导率、高电子迁移率及高比表面积等特性，但是，利用氧化还原法所制备的石墨容易因制备过程中温度、pH值变化或加工程序的挤压而造成团聚现象，致使比表面积下降，并影响石墨的电性，故此类石墨的直接应用性不高，反而分散在溶液中的石墨容易和各种材料相混合形成复合材料体系。沸石具有规则性孔洞与良好的耐热、抗压性等特性，因此，以石墨与沸石共同制作复合材料，例如制作一石墨复合膜，则能够使该石墨复合膜具有更好的稳定性，且凭借沸石的三维结构，可以提升电子进出的方便性，有利于氧化还原反应进行，进而可以应用于超级电容、传感器等用途。目前公知的石墨复合膜的制备方法，使用氧化还原法所制备的石墨，包含提供一氧化石墨悬浮液及一沸石悬浮液，还原该氧化石墨悬浮液以获得一石墨悬浮液，并将该石墨悬浮液与该沸石悬浮液混合后，透过旋转涂布法配合长达数小时的高温烘烤，以在一基材的表面形成该石墨复合膜。但是现有的石墨复合膜使用氧化还原法所制备的石墨，其层数通常为十多层以上，厚度较厚且容易具有缺陷，再经由旋转涂布法制作，而使所制得的该石墨复合膜的性能有所下降，且具有厚度不均、表面粗糙且附着力不好等缺点，降低了石墨复合膜的应用性。
技术实现思路
为解决现有存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种石墨复合膜的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术提供的一种石墨复合膜的制备方法，包括：预备一沸石悬浮液，包含浓度为250～300ppm且粒径为90～180nm的纳米沸石颗粒；预备一石墨悬浮液，包含浓度为150～300ppm的氧化石墨；将一碱性试剂加入该石墨悬浮液中，然后在150～190℃的温度下震荡包含该碱性试剂的石墨悬浮液；以1：1～2：1的体积比混合经还原的石墨悬浮液及该沸石悬浮液，并加入一表面活性剂，以形成一混合溶液；还原该混合溶液，；雾化经还原的混合溶液，以形成多个雾化液滴；以一电极处理该多个雾化液滴，使该多个雾化液滴带有电荷；沉积该多个带有电荷的雾化液滴在一基板上，该基板的温度为400～650℃。作为优选，在150～190℃的温度下震荡该混合溶液。作为优选，该碱性试剂为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙中的一种或多种。作为优选，该表面活性剂为甲基吡咯烷酮、异丙醇、丙二醇甲醚、乙酸乙酯或丁酮中的一种或多种。作为优选，该沸石悬浮液另包含一金属盐类。作为优选，该金属盐类系为金、白金、银、铜或镍的盐类。作为优选，混合该石墨悬浮液及该沸石悬浮液后，进行震荡2～3小时，再加入该表面活性剂。作为优选，以一气体携带该多个雾化液滴通过该电极，以使该多个雾化液滴带有电荷。作为优选，该气体为氩气、氦气或包含氩气及氢气的混合气体。此外，本专利技术石墨复合膜的制备方法，藉由于该沸石悬浮液中加入该金属盐类，而能够使该金属盐类的金属离子进入该纳米沸石颗粒中，再制作该石墨复合膜，而能够进一步达成提升该石墨复合膜的比电容值功效。与现有技术比较，本专利技术实施例提供的石墨复合膜的制备方法通过将沸石悬浮液中加入该金属盐类，而能够使该金属盐类的金属离子进入该纳米沸石颗粒中，再制作该石墨复合膜，而能够进一步达成提升该石墨复合膜的比电容值功效。具体实施方式以下对本专利技术的技术方案做进一步详细的说明。本专利技术提供一种石墨复合膜的制备方法，包含提供一沸石悬浮液及一石墨悬浮液，该石墨悬浮液包含氧化石墨；还原该石墨悬浮液，使该氧化石墨还原至形成部份还原石墨，然后加入该沸石悬浮液及一表面活性剂以形成一混合溶液，再还原该混合溶液，使该部分还原石墨完全还原形成石墨后，通过电极气雾沉积法，使该混合溶液于一基板上形成一石墨复合膜。具体地，该沸石悬浮液包含粒径为90～180nm的纳米沸石颗粒，且浓度可以为250～300ppm。该沸石悬浮液能够通过常规方法制得。此外，一般制程下，该沸石悬浮液的pH值可以为11～13。举例而言，该纳米沸石颗粒可以为硅铝沸石，例如具有Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y]·mH2O的化学式，且x≦y者。上述n指阳离子M的氧化数，且阳离子M可以为碱金属、碱土金属、稀土金属、铵或氢离子等。于本实施例中，取16.04克四甲基氢氧化铵(tetramethylammoniumhydroxide，简称TMAOH)混合25.35克纯水，然后加入3.835克异丙醇铝(aluminumisopropoxide)及6.009克二氧化硅并搅拌24小时。接着，装入密闭容器中于92℃下反应48小时，再以低速离心(例如3000rpm，30分钟)去除下层大颗粒，然后高速离心(例如12000rpm，30分钟)后移除上层澄清液的小颗粒，而获得约20毫升的该沸石悬浮液，且该沸石悬浮液的pH值约为11。此外，为了使该石墨复合膜具有更好的比电容值，另能够通过沸石的离子交换特性，于该纳米沸石颗粒中导入高导电性的金属离子，例如金、白金、银、铜、镍等离子，为本专利技术所属
的普通技术人员可以理解。举例而言，该沸石悬浮液可以另包含一金属盐类，以使该金属盐类的金属离子进入该纳米沸石颗粒中。于本实施例中，于上述该沸石悬浮液中加入以重量百分比计0.3％的硝酸银水溶液(1M)，置入密闭塑料瓶中，避免光照并于80℃水浴中震荡8小时，最后再加入氨水调整至pH值为11。该石墨悬浮液包含该氧化石墨，且浓度可以为150～300ppm，并能够经常规的方法制备，例如以石墨等碳材与氧化剂混合，然后过滤、洗涤而得。于本实施例中，以0.2克鳞片石墨混合12毫升的浓硫酸在冰浴下搅拌1小时，然后加入2克过锰酸钾搅拌1小时。接着，于40℃下搅拌1小时后加入25毫升纯水，再于95～98℃下搅拌15分钟。然后加入双氧水至溶液不再产生气泡，而后不经冷却即高速离心(12000rpm，15分钟)，再洗涤至pH值为4，并于纯水中震荡至没有明显颗粒，而得到该石墨悬浮液。而后，还原该氧化石墨至形成该部分还原石墨。亦即，使所有石墨发生部分还原，例如以层面上部份先还原，而边缘处仍维持氧化状态。所述部份还原石墨，指该氧化石墨与完全还原的石墨的间的状态。详言的，可以于该石墨悬浮液中导入一还原性气体，或添加一还原剂，且可以选择任何习知用于还原氧化石墨的还原剂。该还原剂可以为碱性，以配合该沸石悬浮液的酸碱值，例如使用常见的联胺等。或者，能够加入一碱性试剂，并于150～190℃的温度下进行震荡。该碱性试剂可以为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙中的一种或多种，以提供还原性环境。此类碱性试剂对环境的危害性较低，能够提供较慢的还原速度，不对该部分还原石墨造成缺陷，且较容易控制还原速度。于本实施例中，于每200ml的石墨悬浮液中加入4M氢氧化钠水溶液20ml，并于50℃下震荡，直至颜色自棕黄色转变为深棕色。接着，待该氧化石墨还原至形成部分还原石墨时，然后加入该沸石悬浮液。由于石墨于氧化态下系呈棕黄色，而于还原态系呈黑色，因此，当该石墨悬浮液的颜色自亮黄色转变为深棕色时，即已形成该部分还原石墨，为本专利技术所属
的普通技术人员可以理解。具体地，若以PANTONE色卡为例，则自色号124转变为色号1405。再者，由于该部分还原石墨仍有良好的悬浮性质，故该经还原的石墨悬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨复合膜的制备方法，包括：预备一沸石悬浮液，包含浓度为250～300ppm且粒径为90～180nm的纳米沸石颗粒；预备一石墨悬浮液，包含浓度为150～300ppm的氧化石墨；将一碱性试剂加入该石墨悬浮液中，然后在150～190℃的温度下震荡包含该碱性试剂的石墨悬浮液；以1：1～2：1的体积比混合经还原的石墨悬浮液及该沸石悬浮液，并加入一表面活性剂，以形成一混合溶液；还原该混合溶液，；雾化经还原的混合溶液，以形成多个雾化液滴；以一电极处理该多个雾化液滴，使该多个雾化液滴带有电荷；沉积该多个带有电荷的雾化液滴在一基板上，该基板的温度为400～650℃。

【技术特征摘要】
1.一种石墨复合膜的制备方法，包括：预备一沸石悬浮液，包含浓度为250～300ppm且粒径为90～180nm的纳米沸石颗粒；预备一石墨悬浮液，包含浓度为150～300ppm的氧化石墨；将一碱性试剂加入该石墨悬浮液中，然后在150～190℃的温度下震荡包含该碱性试剂的石墨悬浮液；以1：1～2：1的体积比混合经还原的石墨悬浮液及该沸石悬浮液，并加入一表面活性剂，以形成一混合溶液；还原该混合溶液，；雾化经还原的混合溶液，以形成多个雾化液滴；以一电极处理该多个雾化液滴，使该多个雾化液滴带有电荷；沉积该多个带有电荷的雾化液滴在一基板上，该基板的温度为400～650℃。2.如权利要求1所述的石墨复合膜的制备方法，其特征在于，在150～190℃的温度下震荡该混合溶液。3.如权利要求1或2所述的石墨复合膜的制备方法，其特征在于，该碱性试剂为氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：金闯，
申请(专利权)人：太仓斯迪克新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32