制备基于石墨烯的二维夹层纳米材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备二维纳米材料的方法，其包括如下步骤：(a)提供(a1)包含氧化石墨烯颗粒、水和至少一种阳离子型表面活性剂和/或非离子型表面活性剂的混合物，或(a2)包含石墨烯颗粒、至少一种可用于化学剥离石墨的溶剂和至少一种阳离子型表面活性剂和/或非离子型表面活性剂的混合物，(b)向来自步骤(a)的混合物中加入至少一种溶胶前体化合物，(c)使来自步骤(b)的混合物在溶胶/凝胶过程中反应，以由至少一种溶胶前体化合物在氧化石墨烯颗粒或石墨烯颗粒上形成凝胶，(d)除去所述至少一种表面活性剂，和(e)任选在惰性气体气氛下加热凝胶涂覆的氧化石墨烯颗粒到至少500°C至少1分钟，以将氧化石墨烯还原为石墨烯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备基于石墨烯的二维夹层纳米材料的方法本专利技术涉及一种制备具有碳、金属或金属氧化物涂层的基于石墨烯或氧化石墨烯的二维(2-D)纳米材料和夹层纳米材料的方法，以及由此制备的夹层材料。本专利技术进一步涉及2-D夹层纳米材料在制备其他2-D夹层材料中作为模板的用途，它们在催化剂、传感器、电容器、一次和二次电化学电池和燃料电池以及在制备石墨烯颗粒中的用途，以及一种由根据本专利技术制备的2-D夹层纳米材料制备单层石墨烯的方法。二维(2-D)纳米材料为这样的材料：其中两个维度原则上为无限的，但第三个维度(厚度)限定为纳米级的。对于这些主要呈颗粒状的材料，这导致非常大的长度与厚度比。石墨烯为2-D纳米材料，因为它包含平面的稠合成六元环的sp2-杂化碳原子层。石墨由这些石墨烯层构成。石墨烯具有非常高的机械强度和高的电导率。然而，在石墨烯制备中遇到的困难阻碍了石墨烯和基于石墨烯的功能化2-D纳米材料的广泛应用。石墨烯首先通过将胶粘条施加至高定向热解石墨(HOPG)，扯下其上附着有石墨和任何石墨烯层的胶粘条，并将所述层转移到硅片上。该方法目前仍用于获得非常纯的石墨烯颗粒，即使其非常耗时和产率低。另一方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.22 EP 10160702.61.一种制备二维纳米材料的方法，其中这些纳米材料沿着第三个方向呈现出包括潜在涂层在内的0.3-500nm的尺寸，其包括如下步骤：(a)提供包含氧化石墨烯颗粒、水和至少一种阳离子型表面活性剂的混合物，(b)向来自步骤(a)的混合物中加入至少一种溶胶前体化合物，(c)使来自步骤(b)的混合物在溶胶/凝胶过程中反应，以由至少一种溶胶前体化合物在氧化石墨烯颗粒上形成凝胶，(d)除去所述至少一种表面活性剂，和(e)任选在惰性气体气氛下加热凝胶涂覆的氧化石墨烯颗粒到至少500℃至少1分钟，以将氧化石墨烯还原为石墨烯。2.根据权利要求1的方法，其中所述至少一种阳离子型表面活性剂选自季铵化合物。3.根据权利要求1或2的方法，其中所述至少一种溶胶前体化合物选自SiO2前体化合物、ZrO2前体化合物、TiO2前体化合物、CeO2前体化合物、Al2O3前体化合物、Fe2O3前体化合物、Fe3O4前体化合物、MgO前体化合物、ZnO前体化合物、氧化铬前体化合物、Co2O3前体化合物、氧化钼前体化合物、氧化钨前体化合物、氧化铪前体化合物、Y2O3前体化合物以及水溶性可交联聚合物和聚合物前体。4.根据权利要求1或2的方法，其中所述至少一种溶胶前体化合物选自金属卤化物、金属硝酸盐、金属羧酸盐、金属含氧硫酸盐、金属乙酰丙酮盐和金属醇盐，以及对于Si的水玻璃，其中金属选自Zn、Mg、Al、Y、Fe、Cr、Co、Si、Zr、Ti、Ce、Mo、W和Hf。5.根据权利要求1的方法，其中所述至少一种溶胶前体化合物选自SiO2前体化合物。6.根据权利要求1的方法，其中所述至少一种溶胶前体化合物选自水玻璃和Si(OR)4，其中R选自H、CH3、C2H5、C2H4OH、n-C3H7、i-C3H7、n-C4H9和i-C4H9，其中R可以相同或不同。7.根据权利要求5或6的方法，其包括如下步骤：(f)用...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·伊娃诺维茨，S·杨，X·冯，K·米伦，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，马克思—普朗克科学促进协会公司，
类型：
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