[发明专利]空心石墨烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备石墨烯的方法，特别是一种制备空心石墨烯的方法。

背景技术

石墨烯是一种二维碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯的统称，由于其优异的电子、机械和热稳定性能，在电池、超级电容器、电子器件、传感器及复合材料等方面的应用得到了人们的广泛关注。

氧化石墨烯(grapheneoxide)是石墨烯的氧化物，氧化石墨烯上含氧官能团增多而使其性质比石墨烯更加活泼。

空心石墨烯是一种中空结构的石墨烯材料，由于其具有较石墨烯更大的比表面积，有利于负载量和催化；其中空结构有助于提高物质传质，目前迅速成为电池、超级电容器、电子器件、传感器及复合材料等方面的研究热点。

目前制备空心石墨烯的方法主要有：油包水乳剂法、喷雾热解法、模板牺牲法等方法，但这些方法操作较复杂，条件难于精准控制。

发明内容

基于此，本发明提供一种绿色环保、尺寸可调、操作简单、步骤少、快捷、低成本的制备空心石墨烯的方法。

本发明空心石墨烯的制备方法，包括步骤：

将氧化石墨烯分散在缓冲溶液中，得到氧化石墨烯的混合液；

以第一电极为工作电极，采用三电极体系对所述氧化石墨烯的混合液进行循环伏安扫描，直到析氢，通过调控扫描电位范围或溶液pH值得到空心石墨烯修饰的电极，即在工作电极上得到空心石墨烯。

上述空心石墨烯的制备方法，采用电化学方法使氧化石墨烯还原为石墨烯，同时通过原位实时现场电解水产生的氢气泡为模板得到空心石墨烯，通过调控扫描电位范围或溶液pH值来调控氢气泡的尺寸大小从而达到调控空心石墨烯尺寸大小的目的，该制备方法操作步骤简单，绿色环保，得到的空心石墨烯比表面积大，活性高。

其中，所述缓冲溶液为醋酸缓冲溶液、磷酸缓冲溶液、Britton-Robison缓冲溶液中的任意一种。

其中，所述第一电极为金电极、铂电极、玻碳电极、石墨电极、碳纤维电极、碳布电极和碳糊电极中的任意一种。

其中，所述以第一电极为工作电极，采用三电极体系对所述氧化石墨烯的混合液进行循环伏安扫描，直到析氢，通过调控扫描电位范围或溶液pH值得到空心石墨烯修饰的电极的具体步骤为：

以第一电极为工作电极、对电极为铂片电极、参比电极为饱和甘汞电极，置于所述氧化石墨烯的混合液中进行循环伏安扫描，直到析氢，通过调控扫描电位范围或溶液pH值得到所述空心石墨烯修饰电极。

其中，所述以第一电极为工作电极，采用三电极体系对所述氧化石墨烯的混合液进行循环伏安扫描，直到析氢，通过调控扫描电位范围或溶液pH值得到空心石墨烯修饰电极的具体步骤为：

将所述氧化石墨烯的混合液滴加到所述第一电极上，干燥，再以所述第一电极为工作电极、对电极为铂片电极、参比电极为饱和甘汞电极，置于空白缓冲溶液（pH值为2-6）中进行循环伏安扫描，直到析氢，通过调控扫描电位范围或溶液pH值得到所述空心石墨烯修饰电极。

其中，所述以第一电极为工作电极，采用三电极体系对所述氧化石墨烯的混合液进行循环伏安扫描的扫描电位为0V至-10.0--（-1.5）V，扫描速度为10-500mV/s。

上述空心石墨烯的制备方法，采用电化学方法使氧化石墨烯还原为石墨烯，同时通过原位实时现场电解水产生的氢气泡为模板得到空心石墨烯，通过调控扫描电位范围或溶液pH值来调控氢气泡的尺寸大小，从而达到调控空心石墨烯尺寸大小的目的，该制备方法操作步骤简单，绿色环保，得到的空心石墨烯比表面积大，活性高。

附图说明

图1为一实施方式的空心石墨烯的制备方法的步骤示意图；

图2为实施例1制得的空心石墨烯的扫描电镜图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例和附图对本发明进行更全面的描述。下面给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

参照图1，本发明为一种空心石墨烯的制备方法，包括：

步骤S100：将氧化石墨烯分散在缓冲溶液中，得到氧化石墨烯的混合液。

在其中一个实施例中，步骤S100具体为：将氧化石墨烯分散在缓冲溶液中，氧化石墨烯在缓冲溶液中的浓度为1mg/mL，得到氧化石墨烯的混合液。

在其中一个实施例中，缓冲溶液的pH值为2-6。