[发明专利]一种金属-石墨烯复合材料的制备方法

说明书

本发明属于改性石墨烯技术领域，具体提供了一种金属‑石墨烯复合材料的制备方法，包含如下步骤：(1)使用表面修饰剂对金属粉进行表面修饰；(2)将步骤(1)所得经表面修饰的金属粉、氟化石墨和水合肼溶液混合后进行还原反应，得到金属‑石墨烯复合材料。本发明在将石墨烯和金属结合的同时，将氟化石墨烯还原成石墨烯，能够将金属均匀的分散包裹于石墨烯内部。本发明缩短了制备流程，且操作简便，易于实施。

技术领域

本发明涉及改性石墨烯技术领域，尤其涉及一种金属-石墨烯复合材料的制备方法。

背景技术

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

将石墨烯与超细球形金属粉结合起来，形成独特以石墨烯为壳，金属球为核的结构，一方面，既能保持金属的导热、导电特性，同时也能提升金属的热机械性能。并且，石墨烯作为一种稳定的材料，当包覆于铜的表面时，还能增强铜的抗氧化性。

目前，在石墨烯包覆金属材料方面的研究较少，已有的报道有wang等人在《Carbon》(2012，50，6，2119-2125)上发表的题为“Synthesis，growth mechanismandthermal stability of copper nanoparticles encapsulated by multi-layergraphene”(多层石墨烯包覆球形铜粉的合成、生长机理及热稳定性)的文章，报道了利用化学气相沉积法制备石墨烯包覆球形铜粉的手段及该材料的抗氧化性能。然而，传统的采用化学气相沉积法制备石墨烯包覆球形铜粉的方法，因为需要使用专用设备，因而生产成本较高。

公开号为CN 103817336A的中国专利也公开了一种石墨烯包覆铜的技术方案。但是，该专利需要先制备氧化石墨烯包覆铜产品，然后再将氧化石墨烯进行还原，操作方法仍旧比较繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属-石墨烯复合材料的制备方法，该方法操作简便，易于实施。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种金属-石墨烯复合材料的制备方法，包含如下步骤：

(1)使用表面修饰剂对金属粉进行表面修饰；

(2)将步骤(1)所得经表面修饰的金属粉、氟化石墨和水合肼溶液混合后进行还原反应，得到金属-石墨烯复合材料。

优选的，所述步骤(1)中表面修饰剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷的混合物；

所述3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷的质量比为1∶(2～4)。

优选的，所述步骤(1)中金属粉为铜粉、铁粉、金粉或银粉，所述金属粉的粒径为0.1～2μm。

优选的，所述步骤(1)中表面修饰的具体过程如下：

将所述金属粉、表面修饰剂和有机溶剂混合后进行加热处理，得到经表面修饰的金属粉。

优选的，所述金属粉和表面修饰剂的质量比为(1～5)∶(2～10)；

所述有机溶剂为甲苯和异丁醇的混合物，所述甲苯和异丁醇的体积比为(2～4)∶(1～3)；

所述表面修饰剂和有机溶剂的质量比为(1～5)∶100。

优选的，所述加热处理的温度为50～80℃，时间为20～24h。

优选的，所述步骤(2)中经表面修饰的金属粉和氟化石墨的质量比为(5～10)∶1；