一种空气气氛中快速热处理制备石墨烯的方法技术

技术编号:8651754 阅读:224 留言:0更新日期:2013-05-01 16:54
本发明专利技术涉及一种在空气气氛中快速热处理制备石墨烯粉体方法,为将石墨烯的前驱体置于非密封有盖坩埚中,然后在空气气氛中进行热处理,即得到石墨烯的粉体;或者将石墨烯前驱体与含氮化合物均匀混合再置于非密封有盖坩埚中热处理即制得氮掺杂的石墨烯粉体;本发明专利技术不需要惰性气体或还原性气体保护,因而对于设备的要求降低,将石墨烯的热处理温度降低到250-850℃,极大地扩展了石墨烯的热处理温度区间,并且降低了能耗;实现石墨烯的可控氮掺杂,可控掺杂有利于拓展石墨烯粉体的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,属于石墨烯制备领域。
技术介绍
石墨烯由于其独特的二维稳定结构和光电性质受到广泛重视,单层石墨烯具有良好的导电性、较大的比表面积、高机械稳定性等优越的性能。由于这些非凡的性能,人们正在研究其在纳米电子学、纳米复合物、锂离子电池、超级电容器、氢储藏以及生物材料中的用途。目前,制备石墨烯的方法主要有机械剥离法,氧化石墨烯还原法、超声分散法、化学合成法等。中国专利技术专利公布号CN102765716A公开了一种将氧化石墨与吡啶和醇类有机溶剂混合超声分散制备石墨烯粉 体的方法,但超声剥离产率低,并且难以控制石墨烯的层数分布。机械剥离可以获得高质量的石墨烯,但尺寸控制和产量提高都很困难,无法量产。通过较弱的插层后直接剥离石墨可以得到纳米石墨烯片,并且可以规模化制备,但要实现均匀的1-10层石墨烯的制备还是需要传统的氧化还原法。氧化还原法是指Hummer法、Standenmair法和Brodie法等,这些方法都是使用强氧化剂氧化石墨碳原子,在石墨层间生成含氧官能团,石墨层间距增加,获得氧化石墨或称插层石墨。这种石墨烯前驱体通过两种方式还原并转化为石墨烯。一种为液相还原法,利用超本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在空气气氛中快速热处理制备石墨烯粉体方法,为先将石墨烯的前驱体置于非密封有盖坩埚中,然后在空气气氛中进行热处理,即得到石墨烯的粉体。

【技术特征摘要】
1.一种在空气气氛中快速热处理制备石墨烯粉体方法,为先将石墨烯的前驱体置于非密封有盖坩埚中,然后在空气气氛中进行热处理,即得到石墨烯的粉体。2.如权利要求1所述的一种在空气气氛中快速热处理制备石墨烯粉体方法,其特征在于,先将石墨烯前驱体与含氮化合物均匀混合后置于非密封有盖坩埚中,然后进行热处理,即得到氮掺杂的石墨烯粉体;所述含氮化合物为尿素或铵盐。3.如权利要求1-2任一所述的一种在空气气氛中快速热处理制备石墨烯粉体方法,其特征在于,所述石墨烯前驱体为插层石墨,即石墨层间插入含氧官能团,石墨层间距离增加;所述含氧官能团为羟基、羧基和环氧基。4.如权利要求1-2任一所述的一种在空气气氛中快速热处理制备石墨烯粉体方法,其特征在于,所述非密封有盖坩埚的材质选自石英、碳化硅、石墨和不锈钢,坩埚的长X宽X高尺寸为50_X50_X20_到400mmX 400mmX 200mm,厚度为0.5-2mm ;坩埚上有坩埚盖,正好盖住坩埚,但没有密封。5.如权利要求2所述的一种在空气气氛中快速热处理制备石墨烯粉体方法,其特征在于,所述石墨烯前驱...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁古巧李修兵孙静谢晓明江绵恒
申请(专利权)人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所
类型:发明
国别省市:

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