[发明专利]一种具有窄薄尺寸的磁性石墨烯的制备方法

说明书

一种具有窄薄尺寸的磁性石墨烯的制备方法，它涉及一种磁性石墨烯的制备方法。本发明要解决现有磁性石墨烯工艺复杂、成本高、磁性粒子结合不好、尺寸大，并且很难产业化的问题。制备方法：一、制备氧化石墨烯前驱体；二、制备干燥的粉末；三、制备还原氧化石墨烯前驱体；四、制备负载磁性粒子的磁性石墨烯粉体；五、热处理。本发明用于具有窄薄尺寸的磁性石墨烯的制备。

技术领域

本发明涉及一种磁性石墨烯的制备方法。

背景技术

石墨烯作为最薄的碳材料，具有重量轻、比表面积大、电导率高、表面缺陷丰富等特点，是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成的单层二维蜂窝状晶格结构，在基础工业、生物医药、药物传递、先进能源、微纳加工等方面均具有重要的应用前景。为了制备更为优良的石墨烯基材料，将石墨烯与磁性纳米颗粒结合组装为磁性石墨烯，这样不仅使石墨烯原本的物理、化学等优异性质保留下来，还赋予材料磁性，使其在电磁屏蔽、吸附、污水处理、药物、生物传感器等方面扩大应用领域。但现有磁性石墨烯工艺复杂、成本高、磁性粒子结合不好、尺寸大，并且很难产业化。

发明内容

本发明要解决现有磁性石墨烯工艺复杂、成本高、磁性粒子结合不好、尺寸大，并且很难产业化的问题，而提供一种具有窄薄尺寸的磁性石墨烯的制备方法。

一种具有窄薄尺寸的磁性石墨烯的制备方法，它是按以下步骤进行的：

一、将碳基原料悬浮于温度为20℃～100℃的氧化剂溶液中，浸泡12h～48h，洗涤干燥后，得到氧化石墨烯前驱体；

二、将氧化石墨烯前驱体分散于去离子水中，得到氧化石墨烯前驱体溶液，在温度为-50℃～-20℃的条件下，将氧化石墨烯前驱体溶液冷冻干燥12h～48h，得到干燥的粉末；

三、将干燥的粉末置于温度为20℃～100℃的还原剂溶液中，浸泡12h～48h，洗涤干燥后，得到还原氧化石墨烯前驱体；

四、将还原氧化石墨烯前驱体加入到金属盐的水溶液中，然后调节pH为9～11，在惰性气体及温度为80℃～280℃的条件下，搅拌分散1h～12h，然后调节pH为6～8，冷却洗涤后，得到负载磁性粒子的磁性石墨烯粉体；

所述的金属盐的水溶液为铁盐的水溶液、钴盐的水溶液或镍盐的水溶液；

五、在温度为60℃～80℃的条件下，将负载磁性粒子的磁性石墨烯粉体干燥12h～48h，然后在氩气气氛及温度为400℃～800℃的条件下，热处理1h～2h，得到具有窄薄尺寸的磁性石墨烯。

本发明的有益效果是：

本发明提供一种具有窄薄尺寸的磁性石墨烯的制备方法，应用于吸波、环境、柔性基体材料等应用领域。以碳基原料(碳纳米管、多壁碳纳米管)作为碳源，通过氧化还原的方法制备石墨烯，继而负载磁性粒子制备磁性石墨烯材料，通过控制制备工艺，可以获得宽度小，横纵比优异，形貌稳定均一的磁性石墨烯。通过化学分析结果证明磁性石墨烯被成功制备，且磁性粒子与石墨烯基体结合较好。

具体效果：

1.操作简单，对设备要求较小，可大规模工业化生产；

2.所得产物纯度高，根据原料和工艺调控可以获得宽度为100nm～200nm及横纵比高的窄薄尺寸磁性石墨烯；

3.根据铁、钴或镍盐的价态、种类和比例不同，可以调控磁性石墨烯表面负载的磁性粒子的尺寸和种类，磁性粒子与石墨烯之间存在着较强的相互作用，结合较好。

4、制备的磁性石墨烯具有较好的电磁屏蔽性能，在2GHz～18GHz范围内最小吸收损耗值可达-66dB，即可以吸收99％的电磁波。

本发明用于一种具有窄薄尺寸的磁性石墨烯的制备方法。

说明书附图