[发明专利]一种石墨烯/铜复合纳米片的制备方法

说明书

本发明提出一种石墨烯/铜复合纳米片的制备方法，包括步骤1、把含铜有机盐溶解于沸点高于该有机盐分解温度的有机溶剂中，配置成分解溶液；步骤2、将步骤1所得的分解溶液置于保护气氛中加热，分解溶液发生热分解，生成铜和碳，生成的碳吸附在已生成的铜表面，形成石墨烯层，该石墨烯层使铜的生长各向异性，铜的生长方向垂直于铜（111）晶面，形成石墨烯/铜复合纳米片，通过改变热分解条件，可控制石墨烯/铜复合纳米片的边长尺寸。本发明所涉及的石墨烯/铜复合纳米片的制备方法具有制备温度低、易于控制、成本低、易分散、制备周期短、环保无毒、能耗小、设备简单的优点。

技术领域

本发明涉及金属纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种石墨烯/铜复合纳米片的制备方法。

背景技术

在金属纳米材料技术领域，二维纳米材料由于其形貌特殊，具有不同于其它材料的独特性质，成为一种新型纳米材料，受到较多关注。相对于金、铂、银等贵金属，铜基纳米片的成本低，接触电阻小，逐渐成为二维纳米材料的研究热点。由于铜基纳米片在制备与使用过程中极易被氧化，尺寸，形貌不易控制，因此制备出稳定，可控的铜基纳米片成为该研究领域的难点之一。

公告号为CN103170647的中国专利公开了一种自组装形成铜纳米片的方法，该方法所制备出的铜纳米片横向尺寸为1-2μm，其形貌不规则，难以分散；公开号为108127125的中国专利申请公开了一种高稳定性的铜纳米片的制备方法，该方法所制备出的铜纳米片横向尺寸为1-3μm，稳定性好，其形貌不规则，少数纳米片的形状为规则四边形；公开号为107398561的中国专利申请公开了一种具有规则形状的铜纳米片的制备方法，通过直接把钢板放入含铜溶液中，利用还原反应，最终在钢板表面形成铜纳米片。得到的铜纳米片的形貌规则，厚度小于100nm，横向尺寸在200-300nm；公开号为105451917的中国专利申请公开了金属纳米片、用于制备该金属纳米片的方法、包含该金属纳米片的导电油墨组合物以及传导性薄膜，该方法通过将金属盐放入分散溶液中使传导性聚合物与金属盐反应制备金属纳米片。所制备出的金属纳米片横向尺寸在100nm-20μm范围内，形貌规则。所述的金属纳米片需要经过至少100小时获得，制备周期长；公告号为103540727的中国专利公开了一种通过施加高速、大应变和高应变梯度塑性变形以获得二维纳米层片的方法，该方法得到的为金属体材料的纳米片层结构；公开号为106623980的中国专利申请公开了一种利用热分解制备金属钼纳米片的方法，所制备出的钼纳米片横向尺寸在0.1-2μm，形貌难于控制。

综上所述，目前制备铜基纳米片仍然存在形貌难于控制、不规则、尺寸小、不易分散以及制备周期长等问题。而且，已有方法获得的铜基纳米片容易氧化，性能不稳定。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种利用铜有机盐的热分解反应，得到形貌规则、尺寸大、易于控制、成本低、抗氧化、稳定性好、光电性能优异、易分散、制备周期短的石墨烯/铜复合纳米片的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提出了一种石墨烯/铜复合纳米片的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、把含铜有机盐溶解于沸点高于该有机盐分解温度的有机溶剂中，配置成分解溶液；

步骤2、将步骤1所得的分解溶液置于保护气氛中加热，分解溶液发生热分解，生成铜和碳，生成的碳吸附在已生成的铜表面，形成石墨烯层，该石墨烯层使铜的生长各向异性，铜的生长方向垂直于铜(111)晶面，形成石墨烯/铜复合纳米片，通过改变热分解条件，可控制石墨烯/铜复合纳米片的边长尺寸。

优选的是，在所述步骤1中，所述含铜有机盐是含有一价或二价铜的有机盐。

优选的是，所述含铜有机盐为油酸铜。

优选的是，所述沸点高于含铜有机盐分解温度的有机溶剂是烃类、苯类、醚类、长碳链的醇类、酮类、酯类、类脂类中的一种或两种以上的混合物。

优选的是，所述有机溶剂为油酸。