一种石墨烯及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种石墨烯及其制备方法与应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)以碳酸镁作为模板剂，采用流化床化学气相沉积法制备石墨烯与模板剂的复合物；(2)采用酸洗的方式去除所述石墨烯与模板剂的复合物中的模板剂，得到石墨烯；(3)向酸洗后的滤液中加入碳酸盐水溶液，通过再生得到碳酸镁，并将再生后所得碳酸镁循环至步骤(1)作为模板剂，以继续制备石墨烯。本发明专利技术所提供的方法易于控制，操作成本低且工艺简单，不但可以实现模板剂的循环利用，还可以实现利用流化床化学气相沉积法批量制备石墨烯，进而可大幅降低石墨烯的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种石墨烯及其制备方法与应用，具体涉及一种以碳酸镁为模板剂，采用流化床化学气相沉积法制备石墨烯的方法，属于纳米复合材料

技术介绍
2004年，Geim等人利用机械剥离的方法成功制备出了石墨烯(Science2004；306(5696):666-9)。石墨烯作为一种新型二维结构的碳材料，具有优异的物理和化学性质特性。石墨烯以二维晶体结构存在，厚度只有单层碳原子的厚度。它具有导热性高、强度大及比表面积大的优异性质，这些性质使石墨烯在能量储存和传感器等领域具有很好的应用前景。石墨烯的制备方法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法、外延生长法等。Geim等人利用离子束的刻蚀作用，在1mm厚的定向热解石墨表面进行刻蚀，利用一种特制的胶带粘住石墨片的两面，再进行反复的机械剥离操作，最终得到了具有单层碳原子厚度的石墨烯(Science2004；306(5696):666-9)。该方法所制备出的石墨烯质量高，但是对于实现石墨烯的批量制备具有一定的局限性。氧化还原法也是目前制备石墨烯的主要方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯的制备方法，其包括以下步骤：/n(1)以碳酸镁作为模板剂，采用流化床化学气相沉积法制备石墨烯与模板剂的复合物；/n(2)采用酸洗的方式去除所述石墨烯与模板剂的复合物中的模板剂，得到石墨烯；/n(3)向酸洗后的滤液中加入碳酸盐水溶液，通过再生得到碳酸镁，并将再生后所得碳酸镁循环至步骤(1)作为模板剂，以继续制备石墨烯。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯的制备方法，其包括以下步骤：
(1)以碳酸镁作为模板剂，采用流化床化学气相沉积法制备石墨烯与模板剂的复合物；
(2)采用酸洗的方式去除所述石墨烯与模板剂的复合物中的模板剂，得到石墨烯；
(3)向酸洗后的滤液中加入碳酸盐水溶液，通过再生得到碳酸镁，并将再生后所得碳酸镁循环至步骤(1)作为模板剂，以继续制备石墨烯。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)包括以下具体步骤：
按照碳酸盐与氯化镁的摩尔比为1:1向酸洗后的滤液中加入碳酸盐水溶液，于20-80℃水浴中搅拌反应0.5-6h，再将反应所得固体产物烘干后即得再生后的碳酸镁模板剂。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述碳酸镁包括棒状碳酸镁、花状中空管碳酸镁或玫瑰花状碳酸镁中的一种或几种的组合；
优选地，所述碳酸镁是通过以下步骤制备得到的：
将碳酸钠水溶液加入到氯化镁水溶液后，于20-80℃水浴中搅拌反应0.5-6h，再将反应所得固体产物烘干后即得所述碳酸镁；
优选地，所述碳酸钠水溶液、氯化镁水溶液的浓度均为0.1-1mol/L，更优选为0.5mol/L；
还优选地，所述反应时间为1h；
还优选地，所述烘干为100℃烘干2-24h。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述流化床化学气相沉积法包括以下步骤：
向流化床反应器中通入载气同时使流化床反应器升温到反应温度，再向流化床反应器中加入碳酸镁模板剂，焙烧一段时间后，再向流化床反应器中通入碳源气体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马新龙，王雪杰，王成秀，宋艳茹，颜子龙，高金森，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，中石油华东设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11