[发明专利]石墨烯蒙脱土复合物的制备方法和石墨烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯技术领域，特别涉及一种石墨烯蒙脱土复合物的制备方法和一种石墨烯的制备方法。

背景技术

石墨烯自2004年被成功制得以来，因具有独特的结构和性能，而备受人们青睐。单层石墨烯材料的理论表面积可达2630m²/g，半导体本征迁移率高达2×10⁵cm²/(V·s)，弹性模量约为1.0TPa，热传导率约为5000w/(m·K)，透光率高达97.7％，这些优异的性能使得石墨烯材料在电子、信息、能源、材料和生物医药等领域有着广阔的应用前景。与此同时，石墨烯蒙脱土复合物也逐渐引起了人们的重视，这类材料结合了石墨烯优异的性能和蒙脱土较大的比表面积以及较大的离子交换容量等优点，在催化剂载体、气体吸附分离、重金属离子和有机污染物吸附分离以及锂离子电池等方面也具有潜在的应用前景。

目前，制备石墨烯蒙脱土复合物的方法比较少，如A.Bakandritsos、Th.Steriotis和D.Petridis发表的文章(Chem.Mater.2004，16，1551-1559)报导了采用浓硫酸碳化蔗糖有机小分子制备石墨烯蒙脱土复合物的方法，其具体包括：首先将蔗糖有机小分子插到蒙脱土的层间，然后采用浓硫酸催化蔗糖有机小分子碳化，从而制备得到石墨烯蒙脱土复合物。

但是，上述制备石墨烯蒙脱土复合物的方法的制备时间较长，产率较低，同时使用了大量的浓硫酸，不利于环保和应用。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种石墨烯蒙脱土复合物的制备方法和一种石墨烯的制备方法，本发明提供的石墨烯蒙脱土复合物的制备方法高效、简便，并且能为石墨烯的制备提供新的途径，利于应用。

本发明提供一种石墨烯蒙脱土复合物的制备方法，包括以下步骤：

将塑料与蒙脱土混合，得到混合物；

将所述混合物加热至500℃～1000℃，直至无火焰产生，得到石墨烯蒙脱土复合物。

优选的，所述塑料为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乳酸和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。

优选的，所述塑料为回收塑料。

优选的，所述蒙脱土为阳离子改性蒙脱土和阴离子改性蒙脱土中的至少一种，所述蒙脱土的粒径为10纳米～50微米。

优选的，所述塑料与蒙脱土的质量比为(1:0.5)～(1:20)。

优选的，所述混合采用球磨机进行，所述球磨机的转速为50转/分～100转/分，时间为5分钟～20分钟。

优选的，所述加热时，将所述混合物置于陶瓷坩埚中并加盖。

与现有技术相比，本发明将塑料与蒙脱土混合，得到混合物；将所述混合物加热至500℃～1000℃，直至无火焰产生，得到石墨烯蒙脱土复合物。本发明以塑料为碳源材料，通过物理混合、燃烧反应，在蒙脱土催化塑料碳化的作用下，简便、高效地制备得到石墨烯蒙脱土复合物。本发明采用一步法快速催化塑料碳化，蒙脱土能较好地与石墨烯复合，利于应用。

同时，本发明也为制备石墨烯探索出了新的途径。

本发明还提供一种石墨烯的制备方法，包括以下步骤：

将塑料与蒙脱土混合，得到混合物；

将所述混合物加热至500℃～1000℃，直至无火焰产生，得到石墨烯蒙脱土复合物；

将氢氟酸水溶液加入到所述石墨烯蒙脱土复合物中，经放置，得到石墨烯。

优选的，所述氢氟酸水溶液的质量分数为5％～40％。

优选的，所述放置的时间为24小时～48小时。

本发明提供的石墨烯的制备方法简便、所用时间较短，适于大规模工业化生产。

附图说明

图1为本发明制备的石墨烯蒙脱土复合物的扫描电镜照片；

图2为本发明制备的石墨烯蒙脱土复合物的透射电镜照片；

图3为本发明制备的石墨烯的扫描电镜照片；

图4为本发明制备的石墨烯的透射电镜照片。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明公开了一种石墨烯蒙脱土复合物的制备方法，包括以下步骤：

将塑料与蒙脱土混合，得到混合物；

将所述混合物加热至500℃～1000℃，直至无火焰产生，得到石墨烯蒙脱土复合物。