[发明专利]一种球形纳米石墨烯材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种球形纳米石墨烯材料，其特征在于，包括以下重量份原料：氧化石墨烯30-50份、双酚A型二缩水甘油醚10-20份、聚乙烯吡咯烷酮15-25份、改性剂5-10份、催化剂1-5份、催化助剂2-5份、金属氧化物8-15份、有机溶剂80-100份；

所述改性剂为苯酚或聚乙烯醇；

所述催化剂为γ-巯丙基三甲氧基硅烷；所述催化助剂为金属盐，所述金属盐为铜盐、锌盐或铝盐；

所述球形纳米石墨烯材料的制备方法为：

(1)按上述重量份数称取各原料；

(2)将氧化石墨烯进行研磨，然后与改性剂混合，进行改性得到改性氧化石墨烯；

(3)将催化剂、催化助剂和金属氧化物加入至水中进行离子络合，然后进行喷雾干燥得到颗粒，备用；

(4)将改性氧化石墨烯和双酚A型二缩水甘油醚分散于水中进行超声溶解，然后进行喷雾干燥得到类球形石墨烯粉末；

(5)将步骤(3)得到的颗粒和步骤(4)得到的类球形石墨烯粉末加入至有机溶剂中，在室温下搅拌均匀；然后将聚乙烯吡咯烷酮加入至有机溶剂中，并在氦气和氮气双重气氛下，1200-1500℃加热1-2h使有机溶剂完全蒸发，即得球形纳米石墨烯材料。

2.根据权利要求1所述一种球形纳米石墨烯材料，其特征在于，所述金属氧化物为氧化镁、氧化锌或氧化铝。

3.根据权利要求1所述一种球形纳米石墨烯材料，其特征在于，所述有机溶剂为无水乙醇、异丙醇或四氢呋喃。

4.根据权利要求1所述一种球形纳米石墨烯材料，其特征在于，步骤(2)中所述改性方法为：将氧化石墨烯粉末与改性剂混合，并加入至酸溶液中进行电化学反应，将电解液进行离心去除酸溶液再加入至乙醇水溶液中超声处理；然后将超声溶液再次离心并进行烘干得到改性氧化石墨烯。

5.根据权利要求4所述一种球形纳米石墨烯材料，其特征在于，所述酸溶液为0.5-2mol/L的盐酸或硫酸溶液；

所述离心转速为1200-1800r/min，离心时间为10-20min；

所述乙醇水溶液为40％-70％浓度的乙醇；

所述超声功率为300-450w，超声时间为20-25min；

所述烘干温度为80-110℃，烘干时间为45-60min。

6.根据权利要求1所述一种球形纳米石墨烯材料，其特征在于，步骤(3)中所述喷雾干燥进口温度为150-200℃，出口温度为100-140℃；

步骤(4)中所述超声功率为300-450w，超声时间为20-25min，所述喷雾干燥进口温度为150-200℃，出口温度为100-140℃；

步骤(5)中所述氦气和氮气双重气氛中还含有2-8％体积分数的氧气，且氦气和氮气的体积分数相同。

7.一种权利要求1-6任一项所述球形纳米石墨烯材料在锂离子电池负极材料中的应用。