[发明专利]一种石墨烯制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯及其制备方法，以金属氯化物‑石墨层间化合物为原料，利用真空低加热温度制备石墨烯前驱体，不仅提高效率，还避免了传统方法中的氧化还原步骤，大大提高的石墨烯结构的完整性，减少了缺陷程度，解决了高品质石墨烯制备难题。本发明具有时间短、效率高、安全性高、成本低、设备常见等优点，可广泛用于能源材料、导电材料、导热材料、半导体材料等领域。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯材料制备方法，具体涉及一种真空辅助低温制备高品质石墨烯材料。

背景技术

石墨烯，二维sp2杂化的碳，是当今研究最多的材料。它是单原子层厚度的碳原子排列成蜂巢状，成为世界上最薄，最硬，最韧的材料，而且是热和电的优良导体。早在2004年被分离出后，许多研究表明这种单原子层的碳材料独特地结合了优越的机械强度，显示出高的电子和热导率、高表面区和抗渗性气体，除此之外还有许多其他的理想的特性，所有这些性能都使其成为极具吸引力的应用。它被认为是富勒烯、碳纳米管(CNT)、石墨的基本结构单元，因其力学、量子和电学性质特殊，颇受物理和材料学界重视。

最常见的石墨烯制备方法包括石墨的微机械或化学剥离，化学气相沉积，氧化石墨烯的还原，和氟化石墨烯等。然而，虽然有各种各样的石墨烯的制备方法，但在高品质、经济、安全等方面，尚未有方法可以兼顾。一般来说，用于制备石墨烯的技术都是基于物理方法、化学方法或两者结合的。虽然物理方法能够生产持续的高品质石墨烯，但产生的石墨烯数量有限且价格昂贵。相反，化学氧化石墨得到氧化石墨烯经过还原可得到大量还原的氧化石墨，但还原的氧化石墨烯有很多缺陷，其质量比物理法得到的石墨烯差很多。

本发明采用卤化物插层石墨，扩大石墨烯层间距以利于剥离，制备条件温和，石墨氧化程度极低，得到的石墨烯缺陷少品质高，可保持石墨烯的各种优异的性能。除此之外，还并可通过控制层数来保留插入石墨层间的卤化物，发挥其独特性能。虽然，此前已有用卤化物插层石墨为产物剥离石墨烯的相关方法，也有在多层石墨烯中插入卤化物的研究，但尚未有直接剥离卤化物插层石墨复合物来制备卤化物插层石墨烯的发明公布。本发明解决了高品质石墨烯难制备和无水卤化物在空气中难以稳定存在的问题，用一步法制得了卤化物插层多孔型石墨烯材料，同时避免了传统方法中的氧化还原反应，大大提高的石墨烯结构的完整性，减少了缺陷程度。并且，根据不同的反应时间可得到不同层数的石墨烯，实现石墨烯的层数可控。除此之外，本方法制备简单，原料价廉，设备易得，危险系数低。

本发明可广泛用于锂离子电池电极材料、能源材料、导电材料、导热材料等领域。在锂电池、超级电容器、储氢、催化、导电、导热等方面有优异的性能和良好的应用前景。卤化物插层多孔型石墨烯在电化学方面有良好的应用，卤化物平铺于石墨烯的夹层间不仅可以增大化合物的结构稳定程度还可以避免由于活性物质在电化学反应时产生的体积膨胀而引起的容量衰减。

发明内容

本发明的目的是：提供一种机床台面大质量框架精定位工具，实现组合毛胚加工时快速准确定位，加工完成后不在需要手工修补抛光，提高产品质量和生产效率。

本发明的技术方案是：

本发明提供一种石墨烯制备方法，包括如下步骤：

(1)以金属氯化物-石墨层间化合物为原料，将金属氯化物-石墨层间化合物浸泡于水或有机溶剂中，使得金属氯化物-石墨层间化合物充分吸收水或有机溶剂；所述有机溶剂的沸点不超过100℃；

(2)将吸收水或有机溶剂后的金属氯化物-石墨层间化合物置于真空环境下，经过加热处理后，得到膨胀石墨；

(3)对膨胀石墨进行分散，得到薄层石墨烯。

进一步的，该金属氯化物-石墨层间化合物为氯化铁及氯化铝的石墨层间化合物，制备所述原料是由双室法、熔融盐法、电化学法或溶剂法制备。