三维石墨烯或其复合体系的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三维石墨烯或其复合体系的制备方法，包括：取过渡金属单质和/或含过渡金属元素的化合物为原料，经过高温还原，制备出三维多孔金属催化剂模板，利用化学气相沉积法生长三维石墨烯，获得带有催化剂骨架的三维石墨烯。进一步的，还可刻蚀处理带有催化剂骨架的三维石墨烯，获得三维石墨烯粉体。更进一步的，还将将三维石墨烯粉体与金属、高分子材料、生物分子材料等复合形成复合材料体系。本发明专利技术工艺简单，能实现高质量、高密度三维石墨烯或其复合材料的快速、大量制备，在水处理，生物医药，能量产生转化与储能器件，抗静电，热管理，导热散热，传感器，电磁屏蔽，吸波和催化等方面有广泛应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石墨烯材料的制备方法，尤其涉及一种高质量。
技术介绍
石墨烯是单层碳原子以Sp2形式堆积形成的蜂窝状二维晶体。石墨烯具有大的比表面积和优异的电学、热学及力学性能。自石墨烯被发现以来，已发展出多种制备方法，包括机械剥离法、SiC或金属单晶表面外延生长法、化学氧化剥离法、插层剥离法及化学气相沉积(CVD)法等。其中被认为最有潜力的方法有化学氧化剥离法和CVD法。通过化学氧化剥离法，人们制备出纸状石墨烯材料，石墨烯柔性透明导电薄膜和三维多孔体材料，然而，基于化学氧化剥离法制备的石墨烯体材料由于制备过程引入了非碳官能团和缺陷，极大降低了石墨烯的导电性能。相比而言，CVD法是一种合成高质量石墨烯的方法。但是，目前CVD方法多以催化剂薄膜为衬底，得到二维平面的石墨烯薄膜，虽然适于电子器件和透明导电薄膜的应用，但难以满足宏量应用的要求。三维石墨烯是基于二维的石墨烯片通过空间交联形成的三维网状结构，除了具有二维石墨烯的固有性能外，三维石墨在空间导热，导电以及宏量高质量制备方面具有独特的优势。2011年，沈阳金属所成会明小组制得以泡沫镍为模版的三维石墨烯，这种三维石墨烯与硅橡胶复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维石墨烯或其复合体系的制备方法，其特征在于，包括：取过渡金属单质和/或含过渡金属元素的化合物为原料，经过高温还原，制备出三维多孔金属催化剂模板，利用化学气相沉积法生长三维石墨烯，获得带有催化剂骨架的三维石墨烯。

【技术特征摘要】
1.一种三维石墨烯或其复合体系的制备方法，其特征在于，包括:取过渡金属单质和/或含过渡金属元素的化合物为原料，经过高温还原，制备出三维多孔金属催化剂模板，利用化学气相沉积法生长三维石墨烯，获得带有催化剂骨架的三维石墨烯。2.根据权利要求1所述的三维石墨烯或其复合体系的制备方法，其特征在于，该方法还包括:将过渡金属单质和/或含过渡金属元素的化合物填充于大孔泡沫金属模板中，经高温还原后，获得三维多孔金属催化剂模板。3.根据权利要求1或2所述的三维石墨烯或其复合体系的制备方法，其特征在于，所述含过渡金属元素的化合物包括过渡金属氧化物或过渡金属盐或其水合物，所述过渡金属元素包括 Fe、Cu、Co、N1、Pt 或 Ru。4.根据权利要求1或2所述的三维石墨烯或其复合体系的制备方法，其特征在于，所述高温还原是在温度为100-1000 °C的还原性气氛中进行，所述还原性气氛主要由氢气或氢气与惰性气体组成。5.根据权利要求4所述的三维石墨烯或其复合体系的制备方法，其特征在于，所述还原性气氛主要由流量比为0-500 =10-1000的氩气和氢气组成。6.根据权利要求1所述的三维石墨烯或其复合体系的制备方法，其特征在于，所述化学气相沉积法的工艺条件包括:生长温度为400-1200 °C，生长时间为30 s-2 h,生长压力为 I torr-800 torr。7.根据权利要求1所述的三维石墨烯或其复...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立伟，李伟伟，高嵩，吴丽琼，邱胜强，陈明亮，廖书田，龚佑品，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：