[发明专利]一种石墨烯粉体的制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯粉体的制备方法，属于石墨烯制备技术领域。本发明的石墨烯粉体的具体制备方法如下：常温下，将氧化石墨烯分散于水中，形成氧化石墨烯水分散液，然后按配比向所述分散液中加入还原糖，超声分散均匀，再将所得混合溶液置于光照条件下搅拌反应1～5h；反应结束后，冷却，将产物离心、洗涤，喷雾干燥后烘干、研磨即可。利用本发明方法制备的石墨烯粉体片层均匀、厚度薄(1～5nm)、形貌规整、还原程度高、缺陷少、电导率高，可广泛的应用于微机电系统、人工智能、生物医药等电子器件领域。

技术领域

本发明属于石墨烯制备技术领域，具体涉及一种石墨烯粉体的制备方法。

背景技术

石墨烯是一种由sp²杂化的碳原子组成的具有单层二维蜂巢晶格结构的新型材料，2004年研究者们首次成功分离出稳定的石墨烯。由于石墨烯具有非常高的比表面积、电子迁移率、杨氏模量和热导性，使其在诸多领域展现出广阔的应用前景，例如催化剂载体、电子元器件、纳米功能材料、储能材料和复合材料等领域。

石墨烯的制备方法也很多，可分为化学方法和物理方法。化学方法主要有氧化还原法、化学气相沉积法、热解还原法等；物理方法主要有微机械剥离法、液相剥离法等。上述方法通常需要使用有毒的化学还原剂如水合肼、二甲基肼、苯肼和有毒的有机试剂如醛类和醚类等，并且反应条件苛刻、步骤繁琐、对设备要求高、耗时长、反应条件不可控。因此，开发工艺简单易行、绿色环保无污染的制备方法显得尤为重要。由于光还原法制备石墨烯的过程中没有有害物质产生、相对于传统的制备方法，对环境友好，制备周期短，重复性好，因而得到越来越多研究者们的认可。

基于上述理由，提出本申请。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题或缺陷，本发明的目的在于提供一种石墨烯粉体的制备方法。本发明方法简单快捷、安全环保，且解决了现有技术制备石墨烯粉体工艺中存在的制备条件苛刻、步骤繁琐、周期长等技术问题。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种石墨烯粉体的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：

常温下，将氧化石墨烯分散于水中，形成氧化石墨烯水分散液，然后按配比向所述分散液中加入还原糖，超声分散均匀，再将所得混合溶液置于光照条件下搅拌反应1～5h；反应结束后，冷却，将产物离心、洗涤，喷雾干燥后烘干、研磨，得到所述的石墨烯粉体。

具体地，上述技术方案，所述常温是指四季中自然室温条件，不进行额外的冷却或加热处理，一般常温控制在10～30℃，最好是15～25℃。

进一步地，上述技术方案，所述氧化石墨烯水分散液中氧化石墨烯的质量浓度优选为1～5mg/mL。

进一步地，上述技术方案，所述还原糖与氧化石墨烯的质量比为1：1～1：8。

进一步地，上述技术方案，所述还原糖为葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖或麦芽糖中的任一种或几种。

进一步地，上述技术方案，所述光照光源为可见光或紫外光。

进一步地，上述技术方案，所述可见光功率优选为1000～1500W，所述紫外光功率优选为500～800W。

进一步地，上述技术方案，所述氧化石墨烯是将石墨氧化制得，具体步骤如下：

将石墨粉、浓硫酸在冰浴条件下搅拌混合均匀，然后将所得混合液加热至30～40℃，搅拌反应1～2h，再向反应体系中加入双氧水(H₂O₂)至反应液变为棕黄色，加去离子水继续恒温搅拌反应10～60min，反应结束后，将产物离心、洗涤数次，直至洗涤液的pH值为6～7，最后经抽滤干燥，得到所述的氧化石墨烯。