[发明专利]一种新能源用改性石墨烯超导材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源材料领域，特别涉及一种新能源用改性石墨烯超导材料的制备方法。

背景技术

超导是物理世界中最奇妙的现象之一。一般超导合金在接近绝对零度时电阻降为零进入超导态，高温超导则是指材料在某个相对较高的临界温度电阻突降至零，它具有完全不同的物理机理和更广阔的应用前景。1986年，物理学家发现了铜氧化物高温超导体，该工作于次年便获得了诺贝尔物理学奖。自此，科学家们对新高温超导材料的探索就从未停止过，在不断追求更高临界温度的同时，物理学家们一直在努力揭示其中的机理。目前，世界上几乎所有发达国家都有研究机构从事高温超导方面的研究。一方面，对高温超导机理的探索吸引着众多物理学家的关注；另一方面，由于能源和其他特殊需求，工业界对超导技术寄予厚望，但由于一般超导合金的临界温度接近绝对零度，制冷的原因导致应用上障碍重重，高温超导则是众人期待的未来出路之一。

现有的超导材料以合金材料和化合物为主，超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起，就向人类展示了诱人的应用前景。现今超导材料的应用主要有：①利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等；可制作电力电缆，用于大容量输电，功率可达10000MVA；可制作通信电缆和天线，其性能优于常规材料。②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结做计算机的逻辑和存储元件，其运算速度比高性能集成电路的快10-20倍，功耗只有四分之一。然而，目前现有高温合成超导材料的工艺普遍复杂难度大，或对设备要求高，质地不均匀，临界温度不易提高。

发明内容

针对上述现有技术中高温超导材料中存在的不足，本发明的目的是提供一种新能源用改性石墨烯超导材料的制备方法，以改性氧化石墨烯包裹锂/铷/钇混合材料，烧结还原得到质地紧密、均匀，临界温度高的新型超导材料。

为实现本发明目的技术方案如下：

一种新能源用改性石墨烯超导材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：将1-4份氧化锂、2-5份氧化铷和1-3份氧化钇搅拌混合；接着加入10-15份35％的硝酸溶液混合搅拌10-20min；随后加入15-25份0.25-0.35mol/L柠檬酸于室温下搅拌混合2-3h；

S2：待搅拌混合完成后，用质量浓度10％的氨水溶液滴加至步骤S1所得溶液中，调节混合液pH至7.0，搅拌混合10-20min，在75-90℃下旋转蒸发至原体积的1/3-3/5，制备得混合凝胶液，将混合凝胶液置于160-170℃下干燥3-6h，经研磨后制备得混合粉体；

S3：取8-12份氧化石墨烯置于25-30份乙醇中，超声分散得到氧化石墨烯溶液；向氧化石墨烯溶液中加入步骤S2中所得混合粉体，于50-70℃下搅拌15-25min；经过滤、干燥，在还原性气氛中，以速度20-40℃/min升温至750-850℃进行热处理，保温反应20-40min后即可得到所述改性石墨烯超导材料。

优选的，步骤S1中将3份氧化锂、4份氧化铷和2份氧化钇搅拌混合；接着加入13份35％的硝酸溶液混合搅拌16min。

优选的，步骤S1中加入22份0.3mol/L柠檬酸于室温下搅拌混合2.5h。

优选的，步骤S2中搅拌混合15min，在85℃下旋转蒸发至原体积的2/5；置于165℃下干燥4.5h。

优选的，步骤S3中所述超声分散的功率为1500-2500W，超声分散的时间为25-45min。

优选的，步骤S3中取10份氧化石墨烯置于28份乙醇中；向氧化石墨烯溶液中加入混合粉体，于65℃下搅拌20min；经过滤、干燥，在还原性气氛中，以速度30℃/min升温至810℃进行热处理，保温反应30min.

上述制备方法制备得到的改性石墨烯超导材料。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明所述一种新能源用改性石墨烯超导材料的制备方法，向氧化锂、氧化铷和氧化钇中加入硝酸溶液、柠檬酸，并调节PH值，经旋转蒸发、干燥制得混合粉体；随后加入氧化石墨烯溶液与其热处理反应，得到改性石墨烯超导材料。该超导材料质地紧密、均匀，临界温度高。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1