[发明专利]纳米金属修饰的石墨烯导电材料及其制备方法

说明书

本发明是关于一种纳米金属修饰的石墨烯导电材料及其制备方法，其制备方法包括：将石墨烯与分散剂混合分散，得到石墨烯分散体系；将金属盐溶解于溶剂中，得到金属盐溶液；将所述金属盐溶液与石墨烯分散体系超声分散，加入稳定剂，得到混合溶液；将所述的混合溶液微波加热，过滤，清洗并干燥，得到混合粉末；将所述的混合粉末在惰性气氛中烧结，粉碎球磨，得到纳米金属修饰的石墨烯导电材料。本发明通过微波还原法，对金属盐溶液进行还原，还原后的纳米金属颗粒在相邻两片石墨烯接触部位及缺陷部位沉积，降低了石墨烯片与片之间的接触电阻，进而增强了石墨烯材料的导电性。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯导电材料及其制备方法，特别是涉及一种纳米金属修饰的石墨烯导电材料及其制备方法。

背景技术

石墨烯为一种由碳原子以sp²杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨，是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。

石墨烯理论电导率可达10⁶S/cm，远远超过普通碳材料。但在实际应用中，由于石墨烯片与片之间的接触电阻，同时由于其内部缺陷，导致石墨烯实际发挥的电导率在10³S/cm以下的水平，与碳纳米管及气相生长碳纳米纤维等材料相关性能相当。当前，石墨烯作为导电剂或复合导电包覆材料已经在锂电池，导电油墨，印刷电路等应用领域发挥了较好作用。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种新型的纳米金属修饰的石墨烯导电材料及其制备方法，所要解决的技术问题是解决石墨烯在材料应用过程中存在的片与片之间的接触电阻，提升电导率，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种纳米金属修饰的石墨烯导电材料的制备方法，其包括：

将石墨烯与分散剂混合分散，得到石墨烯分散体系；

将金属盐溶解于溶剂中，得到金属盐溶液；

将所述金属盐溶液与石墨烯分散体系超声分散，加入稳定剂，得到混合溶液；

将所述的混合溶液微波加热，过滤，清洗并干燥，得到混合粉末；

将所述的混合粉末在惰性气氛中烧结，粉碎球磨，得到纳米金属修饰的石墨烯导电材料。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的纳米金属修饰的石墨烯导电材料的制备方法，其中所述的石墨烯的层数为1-10层，片径为0.1-20μm；

所述的分散剂为乙二醇、丙三醇、乙醇、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃和水中的至少一种；

所述的石墨烯与分散剂的质量比为1-5:95-99。

优选的，前述的纳米金属修饰的石墨烯导电材料的制备方法，其中所述的金属盐为硝酸盐、高氯酸盐和氯化盐中的至少一种；所述的金属盐中的金属元素为金、铂、银、钌、钯、钴、锰、镍中的至少一种；

所述的溶剂为水和/或醇；所述的金属盐溶液的浓度为0.05-1mol/L。

优选的，前述的纳米金属修饰的石墨烯导电材料的制备方法，其中所述的稳定剂为柠檬酸1-5％；所述的稳定剂占金属盐和石墨烯总质量的1-5％。

优选的，前述的纳米金属修饰的石墨烯导电材料的制备方法，其中所述的微波加热的功率为500-1000W，加热时间为0.5-5min。

优选的，前述的纳米金属修饰的石墨烯导电材料的制备方法，其中所述的惰性气氛为氩气和氢气的混合气体，所述氩气和氢气的摩尔比为5-10:1。