[发明专利]一种石墨烯多孔陶及其制备工艺

说明书

本发明提供了一种石墨烯多孔陶，包含按质量份数计的原材料：二氧化硅35～40份，氧化钙20～25份，氧化硼3～5份，氧化钠5～8份，碳化硅8～10份，石墨烯25～30份。本发明还提供了这种石墨烯多孔陶的制备工艺：制备多孔陶，制备多孔石墨烯，将石墨烯粉末吹送至多孔陶表面，形成石墨烯多孔陶。本发明提供的石墨烯多孔陶及其制备工艺，使得当石墨烯多孔陶在制作完成后，石墨烯层与陶瓷层连接更加紧密，不会出现石墨烯层脱落的现象，保证了该石墨烯多孔陶的使用寿命。

技术领域

本发明涉及石墨烯领域，特别涉及一种石墨烯多孔陶及其制备工艺。

背景技术

石墨烯具有优异的光学、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。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖，石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。2018年3月31日，中国首条全自动量产石墨烯有机太阳能光电子器件生产线在山东菏泽启动，该项目主要生产可在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池(下称石墨烯OPV)，破解了应用局限、对角度敏感、不易造型这三大太阳能发电难题；

石墨烯多孔陶是石墨烯的一种应用，然而现有的石墨烯多孔陶中石墨烯大多是直接与多孔陶进行混合的，这样就导致石墨烯与多孔陶之间的性能相互影响，不利于对其的应用，还有一些石墨烯是粘附在多孔陶上，但是这种粘结易出现石墨烯和多孔陶粘结度不够，导致其随着时间的推移石墨烯易出现脱落的现象。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种石墨烯多孔陶及其制备工艺，可以有效解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

提供一种石墨烯多孔陶，按质量份数计，包含下述原材料：二氧化硅35～40份，氧化钙20～25份，氧化硼3～5份，氧化钠5～8份，碳化硅8～10份，石墨烯25～30份。

本发明提供的上述石墨烯多孔陶，具有陶料层和石墨烯层，陶料层为中心层，石墨烯层为表面层，所述石墨烯层包覆所述陶料层。

优选地，所述陶料层的厚度为5～6mm，所述石墨烯层的厚度为2～3mm。

本发明的另一目的在于提供一种前述石墨烯多孔陶的制备方法，步骤如下：

制备多孔陶：

按事先确定的质量份数比例分别称取原材料二氧化硅、氧化钙、氧化硼、氧化钠、碳化硅，混合研磨，过300～400目筛；

将过筛后的粉末加入塑形模具中，并放入窑炉煅烧，形成多孔陶；

制备多孔石墨烯：

按事先确定的质量份数称取石墨烯，研磨，过200～250目筛；

通过催化刻蚀法对石墨烯进行化学处理，形成多孔石墨烯粉末；

制备成品：

将签署制得的石墨烯粉末吹送至前述制得的多孔陶表面，即形成石墨烯多孔陶。

优选地，上述步骤中的煅烧是采用高温热压烧结工艺，烧结温度为500℃～950℃，煅烧气压为250～300千帕。

优选地，上述步骤中的塑形模具是采用双模互卡合结构，双模分别为子模和母模；所述子模的表面等距设置有多个凸起，所述母模的表面等距设置有多个凹孔，所述子模上的凸起与所述母模上的凹孔相互对应，且所述凸起小于所述凹孔的直径，所述凸起的长度小于所述凹孔的深度。