[发明专利]一种化学还原制备石墨烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备石墨烯的方法，特别是涉及通过化学还原制备石墨烯的方法。

背景技术

石墨烯制备方法有很多种，如微机械剥离法、碳化硅热解外延生长法、化学气相沉积法、化学氧化还原法等。各种方法都有各自的优缺点。微机械剥离法获得的石墨烯性能较好，但是无法在产业上大量推广应用，制约了该方法的发展。化学氧化还原法目前研究较多，但是普遍存在着制备的石墨烯性能较低的问题。

发明内容

要解决的技术问题：常规的化学还原法制备的石墨烯比表面积较小。

技术方案：一种化学还原制备石墨烯的方法，包括以下步骤：（1）将石墨氧化物、丙烯酰胺、纯净水混和，超声处理至混合均匀，制备得氧化石墨烯溶液；（2）将获得的氧化石墨烯溶液中分别加入还原剂硼氢化钠、氢氧化钙、硫酸亚铁；（3）超声波处理混合后溶液；（4）将混合后溶液在5℃下自然沉降，分离沉淀，沉淀物为石墨烯。分离沉淀时，可进行抽滤处理。石墨氧化物质量为2～5g，丙烯酰胺为3～10g，纯净水为500～1000g。还原剂硼氢化钠重量为5～10g，氢氧化钙为5～10g，硫酸亚铁为10～20g。对溶液进行超声处理的时间为30min～60min，功率为1200w。从而制备得到性能良好的石墨烯。

有益效果：制备得到的石墨烯具有较大的比表面积。

具体实施方式

实施例1

取石墨氧化物2g、丙烯酰胺3g、纯净水500g进行混和，超声处理至混合均匀，时间为30min，功率为1200w，制备得氧化石墨烯溶液；将获得的氧化石墨烯溶液中分别加入还原剂硼氢化钠5g、氢氧化钙10g、硫酸亚铁20g，超声波处理混合后的溶液，功率为1200w，时间为60min；将混合后溶液在5℃下自然沉降，再进行抽滤分离沉淀，沉淀物为石墨烯。

实施例2

取石墨氧化物5g、丙烯酰胺10g、纯净水1000g进行混和，超声处理至混合均匀，时间为60min，功率为1200w，制备得氧化石墨烯溶液；将获得的氧化石墨烯溶液中分别加入还原剂硼氢化钠10g、氢氧化钙5g、硫酸亚铁10g，超声波处理混合后的溶液，功率为1200w，时间为30min；将混合后溶液在5℃下自然沉降，沉淀物为石墨烯。

实施例3

取石墨氧化物4g、丙烯酰胺7g、纯净水800g进行混和，超声处理至混合均匀，时间为30min，功率为1200w，制备得氧化石墨烯溶液；将获得的氧化石墨烯溶液中分别加入还原剂硼氢化钠7g、氢氧化钙7g、硫酸亚铁15g，超声波处理混合后的溶液，功率为1200w，时间为60min；将混合后溶液在5℃下自然沉降，沉淀物为石墨烯。

将获得的实施例1、实施例2、实施例3获得的石墨烯进行比表面积测定，测定方法为BET法，实施例1比表面积为1923m²/g，实施例2比表面积为1854 m²/g，实施例3比表面积为1957 m²/g，都具有非常大的比表面积，极大的扩展了石墨烯的使用范围。