[发明专利]纳米颗粒三维石墨烯复合材料、其制造方法及应用

说明书

一种纳米颗粒三维石墨烯复合材料，包括纳米颗粒基底，所述纳米颗粒基底上原位生长的三维石墨烯、依附于所述三维石墨烯上的多个纳米颗粒和/或纳米线活性物质和/或至少一层纳米薄膜。所述三维石墨烯具有多孔结构，平均孔道直径为10nm‑50nm，所述三维石墨烯包括无规则地聚集在一起的若干片多层石墨烯和/或单层石墨烯，在所述若干片多层石墨烯和/或单层石墨烯中，每一片多层石墨烯的碳原子层数为2‑10层。该纳米颗粒三维石墨烯复合材料将纳米线(一维)、石墨烯材料(三维)与纳米颗粒(零维)和或/纳米薄膜(二维)材料结合在一起，实现了由零维到三维的纳米材料复合，充分结合了上述各种尺寸纳米材料的优点，而同时又避免了各材料的缺点。

技术领域

本公开涉及纳米颗粒三维石墨烯复合材料、其制造方法及应用。

背景技术

石墨烯(Graphene)是由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

目前，石墨烯在诸多方面存在非常有前景的应用，但在实用化过程中也存在诸多待解决的技术问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种纳米颗粒三维石墨烯复合材料，包括纳米颗粒基底、所述纳米颗粒基底上的三维石墨烯、依附于所述三维石墨烯上的多个纳米颗粒和/或纳米线活性物质和/或至少一层纳米薄膜。

在一种实施方式中，例如，所述纳米颗粒三维石墨烯复合材料包括纳米颗粒基底、所述纳米颗粒基底上的三维石墨烯、依附于所述三维石墨烯上的所述多个纳米颗粒和/或纳米线活性物质和/或所述至少一层纳米薄膜。

在一种实施方式中，例如，所述纳米颗粒基底上的三维石墨烯，所述三维石墨烯完全或部分附着于所述纳米颗粒基底。

在一种实施方式中，例如，所述多个纳米颗粒和/或纳米线活性物质附着于所述三维石墨烯之上，所述至少一层纳米薄膜包覆所述多个纳米颗粒及所述三维石墨烯。

在一种实施方式中，例如，所述多个纳米颗粒和/或纳米线活性物质中的至少一部分附着于所述三维石墨烯之上，所述至少一层纳米薄膜的最外层纳米薄膜包覆所述多个纳米颗粒、所述三维石墨烯及其他层纳米薄膜。

在一种实施方式中，例如，所述附着三维石墨烯的纳米颗粒基底，纳米颗粒基底的平均尺寸为20-100nm；纳米颗粒基底的形状任意。

在一种实施方式中，例如，所述纳米颗粒基底上的三维石墨烯，平均尺寸为200-500nm。

在一种实施方式中，例如，所述三维石墨烯具有多孔结构，平均孔道直径为10nm-50nm。

在一种实施方式中，例如，所述三维石墨烯包括无规则地聚集在一起的若干片多层石墨烯和/或单层石墨烯。

在一种实施方式中，例如，在所述若干片多层石墨烯和/或单层石墨烯中，每一片多层石墨烯的碳原子层数为2-10层。

在一种实施方式中，例如，在所述若干片多层石墨烯和/或单层石墨烯中，每一片石墨烯的尺寸为20～50nm。

在一种实施方式中，例如，所述纳米颗粒和/或纳米线活性物质尺寸为5-20nm。