[发明专利]一种三维碳或三维碳/石墨烯泡沫及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三维碳或三维碳/石墨烯泡沫的制备方法，其特征在于，其主要包括以下步骤：

(1)对金属泡沫进行洗涤后干燥备用；

(2)将经过步骤(1)处理后的金属泡沫置于酒精火焰中燃烧处理一段时间，得到三维碳/金属泡沫或三维碳/石墨烯/金属泡沫；

(3)使用刻蚀液对步骤(2)中的三维碳/金属泡沫或三维碳/石墨烯/金属泡沫进行刻蚀除去金属，经水及酒精洗涤后干燥，即可得到三维碳泡沫或三维碳/石墨烯泡沫。

2.根据权利要求1所述的三维碳或三维碳/石墨烯泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述金属泡沫为铜泡沫或镍泡沫中的一种，所述金属泡沫洗涤具体步骤为：先使用稀盐酸溶液对金属泡沫进行洗涤除去金属氧化物，再将除去金属氧化物的金属泡沫置于酒精中超声洗涤。

3.根据权利要求1所述的三维碳或三维碳/石墨烯泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的火焰温度为450-1000℃，燃烧时长为15s-20min。

4.根据权利要求2所述的三维碳或三维碳/石墨烯泡沫的制备方法，其特征在于，所述稀盐酸溶液的摩尔浓度为0.5-1.0mol/L，超声洗涤条件为在70-800W的功率下超声分散5-10min，真空干燥温度为40-100℃，干燥时长为0.2-6h。

5.根据权利要求2所述的三维碳或三维碳/石墨烯泡沫的制备方法，其特征在于，所述金属泡沫为铜泡沫时，所使用刻蚀液为FeCl₃水溶液，或者双氧水和盐酸混合水溶液中的一种，所述金属泡沫为镍泡沫时，所使用刻蚀液为FeCl₃水溶液，所述步骤(3)中完全刻蚀时间为1min-6h，干燥时长为2-9h。

6.根据权利要求5所述的三维碳或三维碳/石墨烯泡沫的制备方法，其特征在于，所述刻蚀液为双氧水和盐酸混合水溶液时，按照双氧水：盐酸：H₂O体积比为1：2：(6-50)混合组成，其中所用的双氧水质量分数为30％，盐酸摩尔浓度为1mol/L。

7.根据权利要求5所述的三维碳或三维碳/石墨烯泡沫的制备方法，其特征在于，所述刻蚀液为FeCl₃水溶液时，其摩尔质量浓度为0.5-1.0mol/L。

8.一种根据权利要求1至7任一项所述制备方法制得的三维碳或三维碳/石墨烯泡沫，其特征在于，包括作为基体的金属泡沫以及在基体金属表面附着的三维碳或三维碳/石墨烯泡沫。

9.根据权利要求8所述的三维碳或三维碳/石墨烯泡沫，其特征在于，所述镍泡沫制成的三维碳/石墨烯泡沫具有花状石墨烯褶皱结构。

10.一种三维碳或三维碳/石墨烯泡沫在传感器，能源和环境领域的应用。