[发明专利]一种碳包覆硅/石墨烯复合物及其制备方法和用途

摘要

本发明公开了一种碳包覆硅/石墨烯复合物及其制备方法和用途，其制备包括前驱体二氧化硅/石墨烯复合物的制备、镁热还原、多聚膦腈包覆的硅/石墨烯复合物，最后高温碳化得碳包覆硅/石墨烯复合物。本发明采用了表面聚合法在纳米二维硅/石墨烯表面负载超薄碳膜，利用三聚膦腈与4,4‑二羟基二苯砜所得多聚膦腈低表面张力、高粘度的特性，在具有高表面能的硅面上不断包覆交联，在反应过程中控制超声和物料配比，能够实现均匀包覆和超薄负载；然后在非氧化性气氛的保护下进行热处理，去除多聚膦腈杂原子，形成均匀负载的多孔碳薄膜。

主权项

1.一种碳包覆硅/石墨烯复合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）前驱体的制备：先将氧化石墨烯、十六烷基三甲基溴化铵、氢氧化钠和水混合成混合溶液，再将正硅酸乙酯缓慢加入混合溶液中，搅拌后水热反应；然后对反应液进行离心、水洗、过滤、干燥后，煅烧得到二氧化硅/石墨烯复合物；（2）镁热还原：将二氧化硅/石墨烯复合物与镁粉、熔盐混合，并放入密闭的不锈钢反应器中，在惰性气体气氛的保护下高温反应；反应产物使用氢氟酸刻蚀，然后对其经抽滤、水洗、真空干燥得到硅/石墨烯混合物；（3）将硅/石墨烯混合物、三聚膦腈和4,4‑二羟基二苯砜加入无水乙醇中，再加入三乙胺，恒温超声8~12 h，混合物经离心分离、乙醇洗涤、真空干燥，得到多聚膦腈包覆的硅/石墨烯复合物；（4）高温碳化：将多聚膦腈包覆的硅/石墨烯复合物在惰性气体气氛下高温碳化，然后冷却至室温后得到表面包覆碳的二维的碳包覆硅/石墨烯复合物。