[发明专利]一种大比表面积石墨烯的制备方法有效
申请号: | 201410571962.2 | 申请日: | 2014-10-23 |
公开(公告)号: | CN104355308A | 公开(公告)日: | 2015-02-18 |
发明(设计)人: | 田陆;袁征;黄郁君;尚善雷 | 申请(专利权)人: | 北京光科博冶科技有限责任公司 |
主分类号: | C01B31/04 | 分类号: | C01B31/04 |
代理公司: | 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 | 代理人: | 王文君 |
地址: | 100080 北京市海*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 表面积 石墨 制备 方法 | ||
1.一种大比表面积石墨烯的制备方法,包括以下步骤:
S1低中温反应:首先将膨胀石墨与硝酸盐的混合物加入浓硫酸中搅拌均匀,温度保持在22-28℃搅拌15-30分钟后加入高锰酸钾,高锰酸钾加入完毕后,继续保温搅拌90-600分钟,将温度调整至40-50℃,再保温搅拌15-60分钟;
所用原料按以下组分和质量百分比含量称量:膨胀石墨22%-30%、硝酸盐11%-20%、高锰酸钾50%-65%;所述硝酸盐为硝酸钠、硝酸钾或两者混合物;
S2:将温度升高至90-100℃,保温加热15-120分钟;加入质量分数为30-35%的双氧水,双氧水体积与膨胀石墨原料的关系为:每克膨胀石墨对应2-3ml双氧水;之后再次加入去离子水稀释酸液并使其放热,加入去离子水与初始溶液体积比为2:1-3:1;
S3:对S2所得溶液进行超声处理,超声机功率为100-1000W、频率为10-5000Hz,超声时间为5分钟-2小时;
S4:对超声处理后得到的悬浮液进行沉降、去除上层清液后,加入盐酸洗涤;再分别使用乙醇和去离子水洗涤并重复上述沉降操作至溶液显中性,获得水凝胶状产物;
S5:对中性氧化石墨烯水凝胶状产物再次进行超声,超声机功率为100-1000W、频率为10-5000Hz,超声时间为5分钟-2小时;
S6:以水合肼为还原剂,对上述水凝胶溶液进行还原,还原温度为90-100℃,还原时间为200-400分钟。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述S1中浓硫酸为97-99%的浓硫酸,每克膨胀石墨对应的浓硫酸用量为20-30ml。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述S1中高锰酸钾需缓慢加入,在30-60分钟内加完。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述S1保温搅拌15-60分钟后,加入去离子水对浓硫酸进行稀释并使其放热,加入去离子水与原溶液体积比为2:1-3:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述S2中将温度升高至90-100℃,保温加热60-120分钟。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述S4中加入盐酸与浓硫酸体积用量比为1:1。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述S6中水合肼的质量分数为80%,80%水合肼的用量与初始膨胀石墨原料质量比1.6:1-2:1。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述S6之后还包括将所得悬浮液过滤并干燥,得到石墨烯粉末。
9.权利要求1-8任一所述的制备方法制备得到的石墨烯。
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