[发明专利]一种石墨烯/四氧化三锰复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯/四氧化三锰复合材料，其特征在于，它是以石墨粉、浓硫酸、硝酸钠、高锰酸钾、四水乙酸锰为基质材料，采用改进Hummers’法制备氧化石墨烯，采用溶剂热法进一步制备得到石墨烯/四氧化三锰复合材料；其步骤为：1-2g石墨粉与20-40mL浓硫酸混合，加入100-200mg硝酸钠搅拌后，水浴加入1-3g高锰酸钾，将浓度为4.00-5.00mg/mL的氧化石墨烯分散液分散于乙醇-水混合溶剂中，氧化石墨烯与四水乙酸锰质量比为1:1-1:30，其后在160℃-200℃条件下反应8-12小时。

2.如权利要求1所述一种石墨烯/四氧化三锰复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将1-2g石墨粉与20-40mL浓H₂SO₄混合，室温下搅拌24小时；

2）在40℃水浴中加入100-200mg硝酸钠并搅拌5分钟，其后在小于5℃的水浴中缓慢加入1-3g高锰酸钾并搅拌30分钟；

3）分两次加入3mL蒸馏水，均等待5分钟，再加入40mL蒸馏水，温度升至90℃并搅拌15分钟；

4）停止水浴，加入140mL蒸馏水及10mL双氧水，搅拌5分钟后终止反应；

5）使用离心机7500r/min离心3min，用质量分数为5%的稀HCl溶液洗涤，重复两次，其后使用离心机8000r/min离心3min，用蒸馏水洗涤三次到中性；

6）将沉淀物分散在100mL蒸馏水中，90kHz超声30min；将所得的溶液以8000r/min离心5min，上层清液即为氧化石墨烯溶液；经60℃烘箱干燥后，即得到氧化石墨烯；

7）将35mL浓度为4.00-5.00mg/mL的氧化石墨烯溶液加入到35mL乙醇-水混合溶剂并搅拌；

8）将四水乙酸锰加入以上溶液中，其中氧化石墨烯与四水乙酸锰质量比为1:1-1:30，搅拌2小时，溶解后置于反应釜中，在160-200℃下反应8-12小时，自然冷却后取出即得石墨烯/四氧化三锰水凝胶；

9）用无水乙醇及去离子水分别洗涤三次，置于60℃烘箱内干燥，得到石墨烯/四氧化三锰复合材料。

3.根据权利要求2所述一种石墨烯/四氧化三锰复合材料的制备方法，其特征在于，乙醇-水混合溶剂中，乙醇与水的体积比为2:1-1:2。