[发明专利]制备石墨烯气凝胶及石墨烯/金属氧化物气凝胶的方法

摘要

一种制备石墨烯气凝胶及石墨烯/金属氧化物气凝胶材料的方法。其特征是以氧化石墨水溶液为原料，以醇作为交联剂，通过简单的混合和分散处理得到前驱体溶液，之后采用水热的方法，再通过冷冻干燥或超临界干燥等方法得到石墨烯气凝胶；而通过在前驱体溶液中添加金属氧化物则可以制备得到石墨烯/金属氧化物气凝胶。这种石墨烯基气凝胶材料一方面继承了石墨烯气凝胶的特性，另一方面还可以继承金属氧化物本身的物理化学特性。此外，这种气凝胶材料具有较大的比表面和良好的导电性，可直接用作超级电容器电极，并且具有较高的比容量、优良的倍率性能及循环稳定性。本发明所用原料成本低廉，工业过程简单，环境友好。

主权项

石墨烯气凝胶及石墨烯/金属氧化物气凝胶，其特征为：气凝胶中的石墨烯片利用交联剂，通过边缘连接的方式形成三维网状结构，而石墨烯/金属氧化物气凝胶中的金属氧化物则分散在石墨烯片之间；其中所述交联剂为醇类物质；所述石墨烯气凝胶的宏观尺寸为1mm‑1m，内部为多孔结构，孔径范围为0.5nm‑0.5cm，碳和氧的总含量大于99.9%，余量为氢及其他杂质元素，其中氧元素的质量分数为0.1‑20%，石墨烯气凝胶比表面积为100‑2500m2g‑1，密度为1‑1000mgcm‑3；石墨烯/金属氧化物气凝胶的宏观尺寸为1mm‑1m，内部为多孔结构，孔径范围为0.5nm‑0.5cm，金属纳米颗粒的尺寸为1nm‑1mm，石墨烯/金属氧化物气凝胶比表面积为100‑5500m2g‑1，密度为1‑10gcm‑3，其组分以质量分数计：石墨烯的含量占2‑98%，金属氧化物的含量占98‑2%。