[发明专利]硅合金、石墨烯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硅合金、石墨烯复合材料，其特征在于，包括石墨烯包覆的硅合金微纳米颗粒和石墨烯，所述石墨烯包覆的硅合金微纳米颗粒和所述石墨烯均匀混合且质量比为5∶1～1∶20，所述硅合金微纳米颗粒在所述硅合金、石墨烯复合材料中的质量分数为0.1％～20％。

2.如权利要求1所述的硅合金、石墨烯复合材料，其特征在于，所述硅合金微纳米颗粒的粒径为1nm～100nm；

所述硅合金微纳米微粒中的金属为镍、铁、铜、镁、钴或铝；

所述硅合金微纳米微粒中的金属所占的质量比例为1％～30％。

3.一种硅合金、石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供或制备硅合金微纳米颗粒和氧化石墨；

步骤二、将所述氧化石墨在水中超声分散，形成以单片层均匀分散的氧化石墨烯溶液，然后加入所述硅合金微纳米颗粒，在室温下搅拌后得到均匀分散的氧化石墨烯和硅合金微纳米颗粒的混合物，真空干燥后得到氧化石墨烯包覆的硅合金微纳米颗粒；

步骤三、将所述氧化石墨烯包覆的硅合金微纳米颗粒在还原气氛下热还原，得到石墨烯包覆的硅合金微纳米颗粒；

步骤四、将所述石墨烯包覆的硅合金微纳米颗粒与石墨烯按照质量比例5∶1～1∶20混合后球磨，得到均匀混合的硅合金、石墨烯复合材料；所述硅合金微纳米颗粒在所述硅合金、石墨烯复合材料中的质量分数为0.1％～20％。

4.如权利要求3所述的硅合金、石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述硅合金微纳米颗粒的粒径为1nm～100nm。

5.如权利要求3所述的硅合金、石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述硅合金微纳米微粒中的金属为镍、铁、铜、镁、钴或铝；

所述硅合金微纳米微粒中的金属所占的质量比例为1％～30％。

6.如权利要求3所述的硅合金、石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述氧化石墨包括如下步骤制备得到：将石墨原料、过硫酸钾和五氧化二磷加入至80℃的浓硫酸中，搅拌均匀，冷却6小时以上，抽滤，洗涤至中性，干燥，得到混合样品；

将所述混合样品加入至0℃的浓硫酸中，再加入高锰酸钾，体系的温度保持在20℃以下，然后在35℃的油浴中保持2小时后，缓慢加入去离子水，15分钟后，再加入含双氧水的去离子水，直至溶液的颜色变为亮黄色，趁热抽滤，再用浓度为10％的盐酸进行洗涤，抽滤，60℃真空干燥即得到氧化石墨。

7.如权利要求3所述的硅合金、石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一还包括用盐酸处理所述硅合金微纳米颗粒的表面的操作。

8.如权利要求3所述的硅合金、石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中，按照所述硅合金微纳米颗粒和所述氧化石墨烯的质量比例为1∶5～1∶100向所述氧化石墨烯溶液中加入所述硅合金微纳米颗粒。

9.如权利要求3所述的硅合金、石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三为：将所述氧化石墨烯包覆的硅合金微纳米颗粒放入通有还原性气体的管式炉中，以10℃/min～100℃/min的速度升温至200℃～1200℃并持续1h～10h，保持还原气氛冷却至室温，得到所述石墨烯包覆的硅合金微纳米颗粒。

10.如权利要求3所述的硅合金、石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述石墨烯通过液相还原步骤一得到的氧化石墨制得。