[发明专利]一种镀铁石墨烯的制备方法

说明书

本发明涉及一种表面镀铁石墨烯的制备方法，所述镀铁石墨烯是指在石墨烯表面利用化学沉积镀铁。特别的，该方法加工工艺简便，所得镀铁石墨烯具有镀层厚度小、不含磷元素等杂质等优势。在实际测试中，磁响应性能优越，能够有效地扩宽或提高石墨烯在磁性材料、超级电容器、电池材料及屏蔽材料等许多领域的应用，前景可观。

【技术领域】

本发明涉及碳基材料的改性方法技术领域，具体涉及石墨烯表面亚微米级镀铁技术。

【技术背景】

石墨烯是由单层碳原子排列成六边形晶格的一种异形体，具有许多超凡的性质，不仅具有优良的导热性能，还具有极低的电阻，能够有效地降低电能传送过程中的损耗，是当下的热点导电材料，被广泛应用于国家的航天、航空、军工等领域。

但由于石墨烯磁学性能较低，限制了石墨烯在磁性材料、超级电容器、电池材料及屏蔽材料等许多领域的应用。因此，将石墨烯与其他磁响应材料进行复合或粘附，也是石墨烯发展的热点方向之一。例如，专利号：CN 109487247 A的中国专利公开了一种镀镍石墨烯的制备方式，采用化学沉积镀镍，减少了传统镀镍工艺的能耗，却增添了镀层中磷杂质，实际磁响应效果不及预期。

【发明内容】

[要解决的问题]

本发明的目的是在于提供一种表面镀铁石墨烯的制备方法。

[技术方案]

针对上述科研趋势与现有产品问题，本发明提供了一种表面镀铁石墨烯，该石墨烯表面镀铁方法工艺简便，成本低廉，具有较高的磁响应性能。

本发明可通过以下技术方案实现：

(1)石墨烯粗化：将石墨烯置于氢氧化钠溶液与乙醇混液中，超声并反复抽滤至中性后，烘干待用；

(2)石墨烯活化：以硫酸亚铁溶液为活化剂，盐酸多巴胺为络合剂，活化石墨烯表面，利用多巴胺的络合作用在表面形成铁盐薄膜，抽滤后，烘干待用；

(3)表面还原层的建立：采用多巴胺配合硼氢化钠溶液浸泡上步石墨烯进行超声，在其表面建立硼氢化钠还原层，并完成初步预镀，过滤后，烘干待用；

(4)石墨烯表面化学镀铁：将预镀后的石墨烯材料放于含硼氢化钠、硫酸亚铁与苹果酸等镀液中超声；

(5)离心：对步骤(5)所得混液进行离心，取上层清夜，即可得到所述磁改性石墨烯材料。

【有益效果】

由于本发明采用了如上技术方案，因而具有如下优点：

1、磁响应性能优越：所述镀铁石墨烯在实验测试中，最低响应磁场大小为100mT；

2、镀层薄：通过SEM表征发现，该镀铁方式在石墨烯表面镀层厚度小，不影响材料原有性能；

3、镀层无杂质：采用氢氧化钠溶液粗化石墨烯，利用反应物作为活化剂，不引入其他难溶性杂质，保证镀层的纯净；

4、加工制备简便：采用化学沉积镀铁，避免高温、高压或电镀等反应条件，加工方式简单；

5、磁改性成本低：较化学镀镍改性而言，该发明所述化学镀铁，原材料易得，成本低廉。

【附图说明】

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明做进一步的详细描述，其中：

图1是所述表面镀铁石墨烯的制备流程图；

图2是所述表面镀铁石墨烯的SEM照片。

【具体实施方式】