[发明专利]石墨烯复合材料、石墨烯氧化铝复合材料及石墨烯氧化铝复合粉体材料的制备方法及其应用

说明书

本申请涉及材料制备领域，具体而言，涉及一种石墨烯复合材料、石墨烯氧化铝复合材料及石墨烯氧化铝复合粉体材料的制备方法及其应用。该方法包括以下步骤：将铝盐络合物在碱性环境下缓慢释放出铝离子后加入氧化石墨烯材料。通过将铝盐络合物置于碱性环境下，能够将原本固定在络合物中的铝离子缓慢地释放出来。从而为后续制得性能良好的石墨烯复合材料提供有利的保障。该石墨烯氧化铝复合粉体材料不易发生团聚，从而将其应用到制备陶瓷复合材料、金属复合材料以及高分子复合材料时，不容易发生团聚，进而能够制备获得性能良好的陶瓷复合材料、金属复合材料以及高分子复合材料，有效地解决了现有技术中氧化石墨烯材料易于团聚的问题。

技术领域

本申请涉及材料制备领域，具体而言，涉及一种石墨烯复合材料、石墨烯氧化铝复合材料及石墨烯氧化铝复合粉体材料的制备方法及其应用。

背景技术

石墨烯以其优异的力学机械性能，电性能，透明性能等被称为新材料之王，大量的研究结果表明，石墨烯超大的比表面积、优良的阻隔性、高的化学稳定性及良好的导电性等性能，对于防腐涂料综合性能具有较强的提升作用，如增强涂层对基材的附着力，提升涂料的耐磨性和防腐性，同时具有环保安全、无二次污染等特性。

但目前氧化石墨烯的大表面能同样带来易团聚，不好分散的难题，大大限制其在复合材料中的使用。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种石墨烯复合材料、石墨烯氧化铝复合材料及石墨烯氧化铝复合粉体材料的制备方法及其应用，以解决上述技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种石墨烯氧化铝复合材料，包括以下步骤：将铝盐络合物在碱性环境下缓慢释放出铝离子后加入氧化石墨烯材料。

通过将铝盐络合物置于碱性环境下，能够将原本固定在络合物中的铝离子缓慢地释放出来。从而为后续制得性能良好的石墨烯复合材料提供有利的保障。

在本申请的一些具体实施例中，铝盐络合物是通过将硫酸铝盐溶液与柠檬酸或者柠檬酸盐反应制得。

通过将硫酸铝盐溶液与柠檬酸或者柠檬酸盐反应能够将铝离子固定在铝盐络合物中，为后续缓慢释放提供保障。

在本申请的一些具体实施例中，铝盐络合物是通过将硫酸铝盐溶液与柠檬酸钠等电价络合反应制得；可选地，硫酸铝盐溶液的浓度为 0.1-0.6mol/L。

在本申请的一些具体实施例中，缓慢释放出铝离子是通过向铝盐络合物的溶液中加入尿素使得铝离子缓慢释放出。

缓慢释放铝离子，由于此时反应体系中的金属阳离子极少，加入到体系中的氧化石墨烯材料一次只能跟极少的金属阳离子发生反应，从而可以缓慢地分步地进行化学合成反应，有效地避免了氧化石墨烯材料反应时容易团聚的问题。

在本申请的一些具体实施例中，石墨烯氧化铝复合材料中石墨烯的质量为氧化铝质量的0.3％-0.9％。

将石墨烯氧化铝复合材料中石墨烯的质量设置为氧化铝质量的 0.3％-0.9％，能够保证获得性能良好的复合材料。

在本申请的一些具体实施例中，尿素与铝离子的摩尔比为2-3:1。

通过将尿素与铝离子的摩尔比选择设置为2-3:1，能够保证氧化石墨烯材料与尿素充分地反应，从而制得性能良好的石墨烯复合材料。

第二方面，本申请实施例提供了石墨烯氧化铝复合粉体材料的制备方法，采用如上述的石墨烯氧化铝复合材料的制备方法制备石墨烯氧化铝复合材料；将制得的石墨烯氧化铝复合材料在60-100℃搅拌反应预设时间后，取沉淀物在440-460℃煅烧。

通过采用上述的方法制得石墨烯氧化铝复合材料，有效地避免了氧化石墨烯材料团聚现象的发生，从而使得采用这种氧化石墨烯材料煅烧制得的粉体材料避免了氧化石墨烯材料团聚现象的发生，提高了石墨烯氧化铝复合材料的性能。