[发明专利]一种石墨烯及其制备方法和在电化学电容器中的应用

摘要

本发明提供了一种石墨烯的制备方法，该方法以二氧化硅纳米小球为载体，通过层层自组装的方式制得石墨烯，避免了石墨烯片层堆叠在一起而引起的团聚问题。本发明还提供了由该制备方法制得的石墨烯，该石墨烯具有大的比表面积和储能容量。以及，本发明提供了该石墨烯在电化学电容器中的应用，使用了该石墨烯的电化学电容器电极材料具有较高的储能容量和优异的倍率性能。

主权项

一种石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取氧化石墨分散于去离子水中，超声，制得浓度为0.5～1mg/mL的氧化石墨烯溶液；取部分所述氧化石墨烯溶液，调节pH值至3～6，制得带负电荷的氧化石墨烯溶液；另取部分所述氧化石墨烯溶液，往所述氧化石墨烯溶液中加入二甲基氨基丙基乙基碳酰胺和乙二胺，反应后制得带正电荷的氧化石墨烯溶液；(2)取浓度为20～30mg/mL的二氧化硅纳米小球水溶液，加入所述带正电荷的氧化石墨烯溶液，混合，搅拌，离心，将离心沉淀物溶于去离子水后制得包覆有带正电荷的氧化石墨烯的二氧化硅纳米小球水溶液；随后加入所述带负电荷的氧化石墨烯溶液，混合，搅拌，离心，将离心沉淀物溶于去离子水后制得包覆有带负电荷的氧化石墨烯的二氧化硅纳米小球水溶液；反复上述加入带正电荷的氧化石墨烯溶液和加入带负电荷的氧化石墨烯溶液的操作3～10次，最后离心后制得氧化石墨烯/二氧化硅纳米小球复合材料；(3)将所述氧化石墨烯/二氧化硅纳米小球复合材料置于惰性气氛下，以15～30℃/分钟的升温速率升至700～900℃，保持0.5～2小时，随后降至室温后制得包覆有石墨烯的二氧化硅纳米小球，最后按固液比为1g:0.5～2mL的比例将所述包覆有石墨烯的二氧化硅纳米小球加至氢氟酸中，搅拌，真空抽滤，用去离子水洗涤固体物质至pH值为中性，真空干燥，制得石墨烯。