本发明专利技术提供了利用电场引导制备石墨烯纸的方法，包括以下步骤：取氯化物插层石墨，加入去离子水，搅拌下配成插层石墨悬浊液，利用超声波将插层石墨进行剥离，制得含有石墨烯的溶液，将含有石墨烯的溶液倒入过滤漏斗中，置于电场强度为50～200V/m的均匀电场中，含有石墨烯的溶液中的石墨烯发生沉积，待石墨烯基本沉积后，进行过滤，烘干含滤物的滤纸，制得石墨烯纸。本发明专利技术设备简单，操作简易可行，易于实现自动化及工业化生产，其过程中石墨烯排列有序，制得的石墨烯纸具有机械性能好，厚度可由插层石墨的量控制等优点，与常见的氧化还原法制备的石墨烯纸相比导电性高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新材料合成领域，特别是涉及。
技术介绍
插层石墨在1841年被发现后就被广泛深入的研究其性能及应用，因其保持了石墨良好的性能又具备一些独特的性能，可用于导体、超导体、电池等领域。石墨烯是2004年英国曼彻斯特大学的安德烈.K.海姆(Andre K.Geim)等发现的一种二维碳原子晶体，为单层或多层的极薄的碳材料。由于其独特的结构和光电性质使其成为碳材料、纳米技术、凝聚态物理和功能材料等领域的研究热点，吸引了诸多科技工作者。单层石墨烯拥有许多优良性质，如1.高强度，杨氏摩尔量，(1，IOOGPa)，断裂强度:(125GPa) ；2.高热导率，(5，000W/mK) ；3.高导电性、载流子传输率，(200，000cm2/V*s)等。用石墨烯做成的石墨烯纸也很多优良的性能，Ali R.Ranjbartoreh等人制备的石墨烯纸硬度达碳钢的两倍，厚度只有3um,但抗拉强度只有约78MPa(Ali R.Ranjbartoreh etal.JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 109，014306，2011.)，Xiaowei Yang 等先制备氧化石墨纸，经还原后成为石墨烯纸，平均弹性模量只有76MPa,机械强度偏低(Xiaowei Yang, etal.Angew.Chem.1nt.Ed.2011, 50, 7325-7328)。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术旨在提供，通过该方法能够制得机械性能良 好的石墨烯纸。本专利技术提供的，包括以下步骤:(I)取氯化物插层石墨,加入去离子水,搅拌下配成浓度为5 10g/L的插层石墨悬浊液；(2)将插层石墨悬浊液进行超声波处理，使得插层石墨进行剥离，制得含有石墨烯的溶液；(3)将含有石墨烯的溶液倒入过滤漏斗中，并将过滤漏斗置于电场强度为50 200V/m的均匀电场中，在电场力与电荷相互作用力的引导下，含有石墨烯的溶液中的石墨烯发生沉积；(4)待石墨烯基本沉积后，进行过滤，烘干含滤物的滤纸，制得石墨烯纸。步骤(I)为通过氯化物插层石墨制得插层石墨悬浊液。所述的氯化物插层石墨可采用常见的熔盐法或电化学法制得。优选地，氯化物选自氯化铁、氯化镍、氯化铜、氯化钴、氯化钾、氯化铅和氯化锌中的一种或其任意组合。步骤(2)为利用超声波将插层石墨进行剥离，制得含有石墨烯的溶液。所述含有石墨烯的溶液中仍可能存在着部分未发生剥离的插层石墨。优选地，超声时间为10 15分钟。所述超声过程可使用超声清洗仪，所述超声清洗仪的功率优选为150 400w。步骤(3)为利用电场引导沉积石墨烯。大部分从插层石墨上剥离出来产生的石墨烯在电场力与电荷相互作用力的引导下会以“砌墙”的方式进行堆叠，发生沉积。优选地，步骤(4)中，还包括对滤液的检查步骤:用含Ag+的溶液检测滤液，如无氯离子，则将取下含滤物的滤纸；否则，再次过滤滤液。更优选地，再次过滤为缓慢往过滤漏斗中加入80 90°C的热水进行过滤。优选地，烘干条件为:在60°C温度下烘干12 18小时。本专利技术提供的，设备简单，操作简易可行，易于实现自动化及工业化生产，其过程中石墨烯排列有序。通过本专利技术制备方法制得的石墨烯纸具有机械性能好，厚度可由插层石墨的量控制等优点，与常见的氧化还原法制备的石墨烯纸相比导电性高。附图说明图1为本专利技术实施例一所制得的石墨烯纸SEM图。具体实施例方式以下所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围。本专利技术提供了，包括以下步骤:(I)取氯化物插层石墨,加入去离子水,搅拌下配成浓度为5 10g/L的插层石墨悬浊液； (2)将插层石墨悬浊液进行超声波处理，使得插层石墨进行剥离，制得含有石墨烯的溶液；(3)将含有石墨烯的溶液倒入过滤漏斗中，并将过滤漏斗置于电场强度为50 200V/m的均匀电场中，在电场力与电荷相互作用力的引导下，含有石墨烯的溶液中的石墨烯发生沉积；(4)待石墨烯基本沉积后，进行过滤，随后整体取下含滤物的滤纸，烘干，即为石墨烯纸。步骤(I)为通过氯化物插层石墨制得插层石墨悬浊液。所述的氯化物插层石墨可采用常见的熔盐法或电化学法制得。氯化物选自氯化铁、氯化镍、氯化铜、氯化钴、氯化钾、氯化铅和氯化锌中的一种或其任意组合。步骤⑵为利用超声波将插层石墨进行剥离，制得含有石墨烯的溶液。所述含有石墨烯的溶液中仍可能存在着部分未发生剥离的插层石墨。超声时间为10 15分钟。所述超声过程可使用超声清洗仪，所述超声清洗仪的功率优选为150 400w。步骤(3)为利用电场引导沉积石墨烯。大部分从插层石墨上剥离出来产生的石墨烯在电场力与电荷相互作用力的引导下会以“砌墙”的方式进行堆叠，发生沉积。待石墨烯基本沉积后，进行初次过滤。过滤过程中可去除未发生剥离的插层石墨。优选地，步骤(4)中，还包括对滤液的检查步骤:用含Ag+的溶液检测滤液，如无氯离子，则将取下含滤物的滤纸；否则，再次过滤滤液；所述含Ag+的溶液优选AgNO3溶液。更优选地，再次过滤为缓慢往过滤漏斗中加入80 90°C的热水进行过滤。烘干条件为:在60°C温度下烘干12 18小时。本专利技术提供的，设备简单，操作简易可行，易于实现自动化及工业化生产，其过程中石墨烯排列有序。通过本专利技术制备方法制得的石墨烯纸具有机械性能好，厚度可由插层石墨的量控制等优点，与常见的氧化还原法制备的石墨烯纸相比导电性高。实施例一，包括以下步骤:(I)取IOg氯化铁插层石墨加入到烧杯中，然后加入IL去离子水，搅拌下配成浓度为10g/L的插层石墨悬池液；(2)将插层石墨悬浊液进行超声波处理，使用超声清洗仪超声10分钟，超声清洗仪的功率优选为150w，使得插层石墨进行剥离，制得含有石墨烯的溶液；(3)将含有 石墨烯的溶液倒入过滤漏斗中，并将过滤漏斗置于电场强度为200V/m的均匀电场中，在电场力与电荷相互作用力的引导下，含有石墨烯的溶液中的石墨烯发生沉积；(4)待石墨烯基本沉积后，直接过滤，完成直接过滤后，缓慢往过滤漏斗中加入900C的热水进行再次过滤，至用AgNO3检测滤液无氯离子后，再将过滤漏斗内的含滤物的滤纸整体取下，在60°C下烘干18小时，制得石墨烯纸。图1为本专利技术实施例一所制得的石墨烯纸SEM图。从图1中可以看出，制得的石墨烯纸为层叠结构，该结构类似以“砌墙”的方式进行堆叠。经美国CETR公司的薄膜力学性能测试仪测试，本实施例制得的石墨烯纸的抗拉强度测试数据为623MPa。实施例二，包括以下步骤:(I)取5g氯化钴插层石墨加入到烧杯中，然后加入IL去离子水，搅拌下配成浓度为5g/L的插层石墨悬池液；(2)将插层石墨悬浊液进行超声波处理，使用超声清洗仪超声15分钟，超声清洗仪的功率优选为400w，使得插层石墨进行剥离，制得含有石墨烯的溶液；(3)将含有石墨烯的溶液倒入过滤漏斗中，并将过滤漏斗置于电场强度为50V/m的均匀电场中，在电场力与电荷相互作用力的引导下，含有石墨烯的溶液中的石墨烯发生沉积；(4)待石墨烯基本沉积后，直接过滤，完成直接过滤后，缓慢往过滤漏斗中加入80°c的热水进行再次过滤，至用AgNO3检测滤液无氯离子后，再将过滤漏斗内的含滤物本文档来自技高网...
【技术保护点】
利用电场引导制备石墨烯纸的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取氯化物插层石墨，加入去离子水，搅拌下配成浓度为5～10g/L的插层石墨悬浊液；(2)将所述插层石墨悬浊液进行超声波处理，使得所述插层石墨进行剥离，制得含有石墨烯的溶液；(3)将所述含有石墨烯的溶液倒入过滤漏斗中，并将所述过滤漏斗置于电场强度为50～200V/m的均匀电场中，在电场力与电荷相互作用力的引导下，所述含有石墨烯的溶液中的石墨烯发生沉积；(4)待所述石墨烯基本沉积后，进行过滤，烘干含滤物的滤纸，制得石墨烯纸。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，袁新生，王要兵，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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