一种高产量无缺陷石墨烯的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高产量制备无缺陷石墨烯的方法，是将石墨粉和有机盐加入溶剂中混合，混合物进行超声处理；将超声剥离后的混合物离心，去除未剥离开的石墨粒子，收集悬浮液即得到无缺陷石墨烯的分散液。本发明专利技术方法在溶剂中加入有机盐，对溶剂中剥离石墨具有明显的辅助增强效应，可原位制备不同溶剂体系下的石墨烯分散液，所获得的石墨烯分散液浓度与纯溶剂体系相比提高了几倍至102倍，且剥离得到的石墨烯结构和组成上无缺陷。本发明专利技术方法简单易行，不涉及强氧化性试剂，耗能低，后处理简单，所得无缺陷石墨烯产量有明显的提高。?

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石墨烯制备
，涉及一种石墨烯的制备方法，具体涉及一种通过直接液相剥离石墨来高产量制备无缺陷石墨烯的方法。
技术介绍
2004年，英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁 ·诺沃肖洛夫，通过简单的机械剥离方法成功地从石墨中分离出可单独存在的二维碳物质一石墨烯，并对其性质进行了测量和表征，显示其优越的物理性能，从而开创了石墨烯研究的序幕。两位科学家也因此获得2010年诺贝尔物理学奖。作为继富勒烯，碳纳米管之后最新形态的碳纳米材料，石墨烯自被报道以来，由于具有一系列新奇的物理化学性质，如超快的电荷迁移速度，巨大的比表面积和超高的机械强度等，被广泛用于超级电容器、电催化等电化学领域。但是，到目前为止，制备石墨烯的方法尚不完善。具体地说，目前的方法还不能够制备出产量和质量上同时令人满意的石墨烯。具有代表性的微机械剥离法和化学气相沉积法能制备出高质量纯粹的石墨烯，但产量太低，无法大规模应用；而普遍使用的化学氧化还原法虽能规模化制备石墨烯，但是所得石墨烯不可避免的带有结构和组成上的缺陷，从而降低其优越的电学性能。2008年爱尔兰的Coleman课题组证实无缺陷的纯粹石墨烯可以通过超声剥离石墨直接分散于一定溶剂中。这种直接液相剥离法的出现为大量制备无缺陷石墨烯提供一条可行的途径，但目前报道的方法通常为纯溶剂剥离，产量普遍偏低，见下表I。表I目前直接液相剥离制备石墨烯的主要成果权利要求1.一种无缺陷石墨烯的制备方法，其特征在于，将石墨粉和有机盐加入溶剂中混合，混合物进行超声处理；将超声剥离后的混合物离心，去除未剥离的石墨颗粒，收集悬浮液，即得到无缺陷石墨烯的分散液。2.根据权利要求I所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述的石墨粉为化学纯的天然石墨粉，粒径<30 μ mo3.根据权利要求I所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述的有机盐为乙二胺四乙酸二钠、酒石酸钠、酒石酸钾钠、酒石酸钾、柠檬酸钠或柠檬酸钾中的一种或几种。4.根据权利要求I所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为二甲基亚砜、N, N- 二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮。5.根据权利要求I所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述的石墨的初始浓度为2 30 mg mL—1,有机盐的初始浓度为4 60 mg mL'6.根据权利要求I所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述的方法中，超声剥离的温度为室温，时间为2 5小时。7.根据权利要求I所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述的方法中，离心转速为3000 rpm,离心时间为40 min。全文摘要本专利技术提供了一种高产量制备无缺陷石墨烯的方法，是将石墨粉和有机盐加入溶剂中混合，混合物进行超声处理；将超声剥离后的混合物离心，去除未剥离开的石墨粒子，收集悬浮液即得到无缺陷石墨烯的分散液。本专利技术方法在溶剂中加入有机盐，对溶剂中剥离石墨具有明显的辅助增强效应，可原位制备不同溶剂体系下的石墨烯分散液，所获得的石墨烯分散液浓度与纯溶剂体系相比提高了几倍至102倍，且剥离得到的石墨烯结构和组成上无缺陷。本专利技术方法简单易行，不涉及强氧化性试剂，耗能低，后处理简单，所得无缺陷石墨烯产量有明显的提高。文档编号C01B31/04GK102910624SQ201210443498公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日专利技术者蒋晓青, 杜文城, 张晓燕, 方念念 申请人:南京师范大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无缺陷石墨烯的制备方法，其特征在于，将石墨粉和有机盐加入溶剂中混合，混合物进行超声处理；将超声剥离后的混合物离心，去除未剥离的石墨颗粒，收集悬浮液，即得到无缺陷石墨烯的分散液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓青，杜文城，张晓燕，方念念，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：