一种高质量石墨烯材料的电化学制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高质量石墨烯材料的电化学制备方法，其包括配制电解液，在电解液中配置石墨材料作为阳极，配置金属或石墨材料作为阴极，形成电化学剥离体系，电解液中包括气泡抑制剂，气泡抑制剂为氢氧化钠、一水合氨、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或几种；在阳极和阴极之间施加电压，控制电化学剥离体系分别在0～20℃的低温段和40～95℃的高温段保温，使得石墨阳极相继经历低温插层和高温剥离阶段，得到电化学剥离产物；收集电化学剥离产物，经洗涤和干燥得到高质量石墨烯粉体。根据本发明专利技术的电化学制备方法，工艺简单，反应条件温和，对设备要求低，易于实现，所涉及的电化学体系对环境友好，制备成本低，非常适合大规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种高质量石墨烯材料的电化学制备方法
本专利技术涉及纳米材料，更具体地涉及一种高质量石墨烯材料的电化学制备方法。
技术介绍
石墨烯是发现最早、也是目前研究最多且发展最为成熟的二维纳米材料，具有高导热、高导电、优异的力学和光学等理化特性，在器件热管理、能源储存、高分子增强增韧和光电器件等领域具有明确的应用前景。然而，石墨烯作为一种新的材料在商业应用方面遇到了巨大挑战，目前仅在热管理和能源存储等几个领域获得真正应用，规模化可控制备技术是制约石墨烯材料应用的重要原因。制备石墨烯材料的方法非常多，但多数方法无法兼顾应用所需的高晶格质量和规模化制备所需的高效可控，譬如液相剥离法借助剪切或超声等机械外力剥离石墨而获得高质量石墨烯片层，制备过程和所需的设备都相对简单，但液相剥离石墨的效率非常低(一般不超过10％)，导致产物中存在大量石墨片层需要去除，显著增加了后处理难度和工艺成本，不适合规模化生产，因此液相剥离技术目前仍停留在实验室。电化学法通过引发石墨层间发生电化学反应产生气体剥离石墨片层而直接制备高晶格质量的石墨烯片层，即高质量石墨烯。具有工艺过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高质量石墨烯材料的电化学制备方法，其特征在于，该电化学制备方法包括步骤：/nS1，配制电解液，在电解液中配置石墨材料作为阳极，配置金属或石墨材料作为阴极，形成电化学剥离体系，电解液中包括气泡抑制剂，所述气泡抑制剂为氢氧化钠、一水合氨、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或几种；/nS2，在阳极和阴极之间施加电压，控制电化学剥离体系分别在0～20℃的低温段和40～95℃的高温段保温，使得石墨阳极相继经历低温插层和高温剥离阶段，得到电化学剥离产物；/nS3，收集所述电化学剥离产物，经洗涤和干燥得到高质量石墨烯粉体。/n

【技术特征摘要】
1.一种高质量石墨烯材料的电化学制备方法，其特征在于，该电化学制备方法包括步骤：
S1，配制电解液，在电解液中配置石墨材料作为阳极，配置金属或石墨材料作为阴极，形成电化学剥离体系，电解液中包括气泡抑制剂，所述气泡抑制剂为氢氧化钠、一水合氨、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或几种；
S2，在阳极和阴极之间施加电压，控制电化学剥离体系分别在0～20℃的低温段和40～95℃的高温段保温，使得石墨阳极相继经历低温插层和高温剥离阶段，得到电化学剥离产物；
S3，收集所述电化学剥离产物，经洗涤和干燥得到高质量石墨烯粉体。


2.根据权利要求1所述的电化学制备方法，其特征在于，电解液中还包括插层剂，所述插层剂为硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、六氟磷酸盐和氟硼酸盐中的一种或几种。


3.根据权利要求2所述的电化学制备方法，其特征在于，所述电解液中的插层剂的浓度为0.5～5mol/L，气泡抑制剂的浓度为0.05～0.5mol/L，插层剂与气泡抑制剂的摩尔比为5:1～10:1。


4.根据权利要求1所述的电化学制备方法，其特征在于，电解液中还包括溶剂，所述溶剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：何朋，丁古巧，张鹏磊，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，中科悦达上海材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31