[发明专利]一种石墨烯改性金属电极及其制备方法

说明书

本发明公开一种石墨烯改性金属电极及其制备方法，其中，所述制备方法包括步骤：将石墨烯粉末溶解在有机溶剂中，制得石墨烯溶液；对金属电极进行磁化处理，得到具有磁吸附能力的金属电极；将所述具有磁吸附能力的金属电极浸没在所述石墨烯溶液中，经过预定时间后，得到表面吸附有石墨烯的金属电极；采用离子隔膜对所述表面吸附有石墨烯的金属电极进行包裹，得到石墨烯改性金属电极。本发明提供的制备方法简单快速易实现，且制得的石墨烯改性金属电极中，石墨烯均匀地吸附在所述金属电极表面，所述石墨烯的黏结紧密度非常高，两者之间不会产生间隙，即石墨烯的利用率极高，能够显著提升金属电极的导电性能。

技术领域

本发明涉及电极制备领域，尤其涉及一种石墨烯改性金属电极及其制备方法。

背景技术

自从2010年英国曼彻斯特大学的两位教授因为首次成功得到稳定的石墨烯而获得诺贝尔物理奖以来，石墨烯作为一种特殊的材料得到大规模研究与应用。理论上的完美石墨烯是一种单分子层二维晶体，其具有已知材料最高的强度以及优异的导电性和导热性，在电学、光学、磁学、力学、化学、生物学等方面都有着令人瞩目的潜力。

现有技术通常采用在衬底电极表面涂覆石墨烯的方式来增强电极的导电性能。如图1所述，先在衬底电极表面涂覆石墨烯材料，然后在所述衬底电极表面涂覆一层胶黏剂，通过固化所述胶黏剂使石墨烯材料固定在衬底电极表面，从而制得石墨烯改性后的衬底电极。然而，由于在涂覆胶黏剂的过程中，会使得涂覆在衬底电极表面上的部分石墨烯与衬底电极发生脱离，直接悬浮在胶黏剂中，如图2所示，所述悬浮在胶黏剂中的石墨烯没有与衬底电极接触，即不能够存储电荷，这导致石墨烯的利用率较低，从而使得衬底电极的导电性能不能得到明显的提升。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种石墨烯改性金属电极及其制备方法，旨在解决现有技术制备的石墨烯改性后的衬底电极，由于石墨烯利用率较低，导致衬底电极的导电性能得不到明显提升的问题。

本发明的技术方案如下：

一种石墨烯改性金属电极的制备方法，其中，包括步骤：

将石墨烯粉末溶解在有机溶剂中，制得石墨烯溶液；

对金属电极进行磁化处理，得到具有磁吸附能力的金属电极；

将所述具有磁吸附能力的金属电极浸没在所述石墨烯溶液中，经过预定时间后，得到表面吸附有石墨烯的金属电极；

采用离子隔膜对所述表面吸附有石墨烯的金属电极进行包裹，得到石墨烯改性金属电极。

所述石墨烯改性金属电极的制备方法，其中，所述金属电极材料为铁、钴、镍单质及其氧化物中的一种或多种。

所述石墨烯改性金属电极的制备方法，其中，所述金属电极为金属薄膜电极、金属杆状电极或金属条状电极中的一种。

所述石墨烯改性金属电极的制备方法，其中，所述有机溶剂为乙醇。

所述石墨烯改性金属电极的制备方法，其中，对金属电极进行磁化处理，得到具有磁吸附能力的金属电极的步骤包括：

在所述金属电极上缠绕绝缘导线，通入直流电，经过10-30min后，制得具有磁吸附能力的金属电极。

所述石墨烯改性金属电极的制备方法，其中，将所述具有磁吸附能力的金属电极浸没在所述石墨烯溶液中，经过预定时间后，得到表面吸附有石墨烯的金属电极的步骤包括：

将所述具有磁吸附能力的金属电极浸没在所述石墨烯溶液中并搅拌，使石墨烯均匀地吸附在金属电极表面，经过8-15min后，取出所述金属电极；

对所述金属电极进行干燥处理，得到表面吸附有石墨烯的金属电极。