[发明专利]一种多孔还原氧化（碳纳米管/石墨烯）纳米材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多孔还原氧化(碳纳米管/石墨烯)纳米材料，其特征是，首先将碳纳米管和石墨混合，然后通过改进的Hummers方法和化学还原的方法制备了多孔还原氧化(碳纳米管/石墨烯)混合体系，并采用具有π键结构的有机物作为稳定剂，通过共轭效应对碳纳米管和石墨烯表面进行有机修饰，得到能稳定分散于有机溶剂中的多孔、多维的还原氧化(碳纳米管/石墨烯)纳米材料分散体系及其冷冻干燥后的粉末。该纳米材料体系各组分的配比为：碳纳米管和石墨烯的重量比为1:100到100:5，稳定剂占碳纳米管和石墨烯总量的0.1-5wt％，碳纳米管和石墨烯总量与有机溶剂的重量比为0.1％-20％。该纳米材料及其干燥粉末可用作催化剂载体、或用于制备电极材料和吸波材料。

2.根据权利要求1所述的一种多孔还原氧化(碳纳米管/石墨烯)纳米材料，其特征是：在所述还原氧化(碳纳米管和石墨烯)纳米材料的制备过程中，取通过改进Hummers方法制备的氧化(碳纳米管和石墨烯)水分散体系，加入还原剂，加热到50～100℃，搅拌1～8小时；将还原之后的混合体系离心去除水，然后加入有机溶剂，超声、搅拌使纳米材料分散均匀，然后离心去除有机溶剂，重复此步骤2～4次，再将去除水的还原氧化(碳纳米管和石墨烯)分散在有机溶剂中，加入具有π键结构的有机物作为稳定剂，超声、搅拌，得到在有机溶剂中稳定分散的还原氧化(碳纳米管和石墨烯)纳米材料分散体系或经过冷冻干燥后的纳米材料粉末。

3.根据权利要求1所述的一种多孔、多维的还原氧化(碳纳米管/石墨烯)纳米材料，其特征是：所述具有π键结构的稳定剂为咪唑类、芘类和嘧啶类中的一种或多种；所述还原剂为肼类、维生素C、硼氢化钠、氢化铝锂、还原性糖中的一种或几种；所述有机溶剂为丙酮、乙醇、已烷、环己烷、酰胺类、苯、甲苯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种多孔还原氧化(碳纳米管/石墨烯)纳米材料，其特征是：由于一维碳纳米管和二维石墨烯相互交织从而避免了各自的团聚和堆叠，以及稳定剂的共轭作用，导致所述还原氧化(碳纳米管/石墨烯)纳米材料具有较大的孔体积(1～5cm³/g)和孔径分布(1～100nm)。

5.根据权利要求1所述的一种多孔还原氧化(碳纳米管/石墨烯)纳米材料，由于其具有较大的比表面积和孔体积，作为一种通用的催化剂载体，可通过将其浸渍在金属离子的盐溶液中，或通过溶胶凝胶法将金属离子负载于多孔还原氧化(碳纳米管/石墨烯)纳米材料表面，制备出催化剂前驱体或催化剂。

6.根据权利要求5所述的一种催化剂前驱体或催化剂，其特征为，所述金属离子包括锑离子、钛离子、锌离子、银离子、铜离子、铂离子、钴离子中的一种或几种。

7.一种多孔还原氧化(碳纳米管/石墨烯)负极电极材料的制备方法，其特征是：所述制备过程包括如下步骤：(1)将权利要求1中所述的多孔还原氧化碳纳米管/石墨烯纳米材料直接或冷冻干燥后，分散于有机锂化合物溶液中，搅拌3～8h后离心干燥；(2)按重量比(70-90):(5-10):(5-20)分别将改性后的多孔还原氧化(碳纳米管/石墨烯)纳米材料、导电剂和胶黏剂均匀混合，碾压制成多孔碳薄膜；(3)利用导电胶将多孔碳薄膜与铜箔粘接，加热固化后得到多孔还原氧化(碳纳米管/石墨烯)负极电极。

8.根据权利要求7所述的一种多孔还原氧化(碳纳米管/石墨烯)负极电极材料，其特征是：所述多孔还原氧化(碳纳米管/石墨烯)具有多孔结构、丰富的碳空位缺陷，以及相互交织和支撑的一维和二维协同结构，因此所述电极结构具有较大的锂离子存位点、离子扩散率和能量密度。