[发明专利]一种利用发孔铝箔制备石墨烯铝基复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种利用发孔铝箔制备石墨烯铝基复合材料的方法，属于无机材料合成技术领域。该方法包括：铝箔发孔、石墨烯附着以及热等静压三个过程，首先将铝合金在硫酸‑盐酸体系中腐蚀发孔，冷冻切片，使其表面带正电荷；将发孔铝箔进行石墨烯附着，将石墨烯纳米片使用乙醇分散并分两份，向一份中加入发孔铝箔，将另一份逐滴加入，真空下搅拌、加热、干燥完成石墨烯附；然后将该复合发孔铝箔进行热等静压烧结，得到石墨烯铝基复合材料。本发明提供的制备方法简单，条件温和，石墨烯纳米片分布均匀且保留原始结构，石墨烯/铝界面结合良好，石墨烯铝基复合材料的性能显著提高，其中热等静压烧结温度为600℃时合成的石墨烯铝基复合材料性能最佳。

主权项

1.一种利用发孔铝箔制备石墨烯铝基复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、选取铝合金作为原材料，在硫酸‑盐酸腐蚀体系中进行腐蚀发孔，将发孔后的铝箔在液氮中冷冻20～25min，冷冻后切成预定尺寸的薄片，称取一定质量的薄片加入到十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，搅拌、洗涤、干燥后获得带正电荷的发孔铝箔，搅拌时间为30～70min，干燥温度为35～60℃，干燥时间为50～100min；所述S1中十六烷基三甲基溴化铵水溶液的物质的量浓度为1～1.2mol/L，所述铝箔薄片与十六烷基三甲基溴化铵水溶液的加入比例为1mg：10ml；S2、称取一定质量的多层石墨烯纳米片并用乙醇进行溶解，超声分散1～1.5h得到石墨烯的乙醇溶液，将石墨烯的乙醇溶液平均分为两份，向其中一份溶液中加入S1中得到的发孔铝箔，同时进行超声分散和转速为100r/min的机械搅拌，然后将另一份石墨烯的乙醇溶液按照2.5～3.5mL/min的速度逐滴加入，滴加完成后放入真空度为500Pa～2000Pa的真空箱内进行电磁搅拌，搅拌时间为24～40h，待浆液的颜色变清澈后停止搅拌，于75～80℃下加热，然后真空干燥得到石墨烯附着的复合发孔铝箔；所述石墨烯纳米片与乙醇的质量比为1：1000；所述石墨烯纳米片与发孔铝箔的质量比为0.2～0.5：99.8～99.5；S3、将S2得到的石墨烯附着的复合发孔铝箔装入尺寸为Ф13×150mm的铝管模具中，惰性气氛保护下于20MPa压力下进行热等静压烧结，烧结温度为580～630℃，烧结时间为2～5h，最终得到石墨烯铝基复合材料。