[发明专利]一种金属镍层包覆石墨烯/氧化石墨烯的制备方法

说明书

本发明公开了一种金属镍层包覆石墨烯/氧化石墨烯的制备方法，包括：以石墨烯/氧化石墨烯作为载体，将石墨烯/氧化石墨烯表面进行预镀处理后，经过过滤、分离、干燥后，将所述石墨烯/氧化石墨烯放入化学镀镍液中反应，再经过滤、分离、干燥的步骤获得金属镍层包覆的石墨烯/氧化石墨烯粉末。本发明通过化学镀技术，可实现在石墨烯/氧化石墨烯表面形成完整包覆的金属镍层，镍层厚度可控，且与石墨烯/氧化石墨烯的结合良好，使包覆粉体兼备两者的特性，改善石墨烯与金属的润湿性及在油(脂)中的相容性。通过提升石墨烯/氧化石墨烯在润滑油(脂)里的化学稳定性和分散性，提高石墨烯/氧化石墨烯添加剂润滑油(脂)的使用性能。

技术领域

本发明涉及石墨烯/氧化石墨烯表面改性工艺技术领域，具体涉及一种金属镍层包覆石墨烯/氧化石墨烯的制备方法。

背景技术

在机械工程领域，摩擦是普遍存在的现象，不仅消耗能量，而且造成资源的大量浪费。我国每年因摩擦磨损造成的损失占到国民总产值的15％以上。添加润滑油的目的就是控制摩擦减少磨损，通过减少摩擦功的损失实现节能; 另外使摩擦发生在填料(或称添加剂) 层，则可有效减少磨损，防止材料的损失以保证零件的正常工作。因此润滑油添加剂对提高材料耐磨抗磨性能至关重要。目前，由于传统润滑油的润滑能力有限以及传统润滑油中添加的含硫、磷、氯等元素的添加剂对环境造成严重污染，因此，新型润滑油添加剂的研究受到国内外众多学者的广泛关注。

石墨烯（GrapHene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯作为新兴的材料，在润滑油( 脂) 中的应用中以润滑和防锈两个方面有所突破。由于石墨烯的“薄膜润滑”原理，石墨烯在润滑脂中的抗磨性能效果显著。研究表明，以非公度形式堆垛的石墨烯沿着连接非公度态的路径滑动摩擦力会更小。另外，由于石墨烯具有高比表面能，使其具有极强的吸附性和附着性，可以隔绝空气和水与金属表面的接触，保护金属表面及基体材料不损失，因而具有较好的防锈功能。虽然石墨烯化学稳定性高，但是与其他介质相互作用较弱，且层间存在很大的范德华引力，因此虽然能够一定程度提高润滑油的润滑性能，但是制得的润滑油稳定性差，久置后会形成团聚物使润滑油的润滑性能降低，因此，石墨烯作为润滑添加剂应用于润滑油中，应与基础油之间具有良好的相容性，以确保能够在润滑油中形成均一、稳定的分散体系。目前，主要以通过对石墨烯进行表面改性来引入极性基团，来提高其在不同溶剂中的分散性和稳定性。另外，可通过金属包覆法，提高石墨烯在润滑油中的相容性和分散性。通过改善石墨烯与金属之间的润湿性，使包覆粉体兼具石墨烯和金属两者的优良特性。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种金属镍层包覆石墨烯/氧化石墨烯的制备方法，以解决技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种金属镍层包覆石墨烯/氧化石墨烯的制备方法，包括：

以石墨烯/氧化石墨烯作为载体，将石墨烯/氧化石墨烯表面进行预镀处理后，经过过滤、分离、干燥后，将所述石墨烯/氧化石墨烯放入化学镀镍液中反应，再经过滤、分离、干燥的步骤获得金属镍层包覆的石墨烯/氧化石墨烯粉末。

更进一步地，所述载体为单层石墨烯、多层石墨烯、掺杂石墨烯、氧化石墨烯或缺陷石墨烯。

更进一步地，所述化学镀镍液由主盐、还原剂、络合剂、pH缓冲剂和稳定剂构成。

更进一步地，所述将所述石墨烯/氧化石墨烯放入化学镀镍液中反应的过程中，通过1:1氨水或稀碱液将化学镀镍液的pH值调整在3～6或8～12范围内。

更进一步地，所述将所述石墨烯/氧化石墨烯放入化学镀镍液中反应的时间为30～120分钟。

更进一步地，所述将所述石墨烯/氧化石墨烯放入化学镀镍液中反应的温度为50～90℃。