[发明专利]一种形态可控的石墨烯纳米片电极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种形态可控的石墨烯纳米片电极材料，其特征在于：所述石墨烯纳米片电极材料以纳米二氧化硅作为硬模板，通过水热法和氢氟酸刻蚀法制备而成。

2.如权利要求1所述的形态可控的石墨烯纳米片电极材料，其特征在于：所述石墨烯纳米片电极材料的均匀孔径可控在1-100nm。

3.一种如权利要求1或2所述的形态可控的石墨烯纳米片电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配制氧化石墨烯水分散液，超声分散均匀，将纳米二氧化硅分散液与氧化石墨烯水分散液混合，得到二氧化硅掺杂的氧化石墨烯分散液；

2)将步骤1)得到的混合液通过水热法来制备二氧化硅作为模板掺杂的还原氧化石墨烯气凝胶；

3)将步骤2)得到的石墨烯气凝胶在真空条件下脱水干燥，得到二氧化硅模板掺杂的石墨烯复合膜；

4)将步骤3)所得的石墨烯复合膜在氢氟酸下刻蚀除去二氧化硅，并用去离子水洗涤数遍，得到均匀孔隙的多孔石墨烯片层材料；

5)将步骤4)所得的石墨烯片层材料碾磨成粉末，与炭黑、聚四氟乙烯充分混合于微量乙醇的水溶液中，均匀涂抹在洗净的泡沫镍表面并将涂抹后的泡沫镍压平，充分干燥后即得到形态可控的石墨烯纳米片电极材料。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述纳米二氧化硅分散液中，纳米二氧化硅的粒径为5-100nm，纳米二氧化硅的分散溶剂为乙醇，纳米二氧化硅在乙醇溶剂中超声分散30min，纳米二氧化硅的乙醇溶液浓度为10-50mg/ml。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，氧化石墨烯与纳米二氧化硅的质量比为0.8-1.25。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，水热反应在带有聚四氟内衬的高压反应釜中进行，水热反应的温度为160-220℃，反应时间为8-24h。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所得的凝胶真空干燥温度为60-90℃。

8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤4)中，氢氟酸为浓度为10％wt的氢氟酸水溶液，刻蚀时间为1-5h。

9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤4)中，去离子水洗涤次数不少于3次，直至可溶性杂质完全被除去。

10.一种如权利要求3所制得的形态可控的石墨烯纳米片电极材料在作为超级电容器电极材料方面的应用。