[发明专利]一种石墨烯的制备方法

摘要

一种石墨烯的制备方法，以无机盐作为反应介质，在高温惰性气氛中，通过调控加热速率、保温时间和原料配比等，利用含碳有机物直接转化非气相生长可控合成得到大面积高质量石墨烯材料。所制备的石墨烯厚度为0.7～2nm，面积为数个微米，层数为1～8层，具备石墨烯材料所具有的各种特性，可用作锂离子电池、超级电容器、太阳能电池等电极材料和催化剂载体等。本发明采用廉价无机盐为反应介质利用含碳有机物转化，在相对低的温度下非气相生长合成石墨烯，操作工艺极其简单，运行成本低廉，反应周期较短，产物尺寸和形貌均匀，分散性好，产量较高，产品纯度高。与普遍采用的剥离和传统高温生长法相比，本发明所设计的方法具有可控制备、大量合成等优点，适合工业化生产和规模化应用。

主权项

一种石墨烯的制备方法，以无机盐作为反应介质，在高温惰性气氛中，通过调控加热速率、保温时间和原料配比，利用含碳有机物直接转化非气相生长可控合成得到大面积高质量石墨烯材料，包括如下步骤：(1)按摩尔比为1:30或1:60的比例将含碳有机物和无机盐反应介质进行充分混合均匀；(2)将上步得到的混合物放入高温管式炉中，通入惰性气体30min后，以1～20℃/min的升温速率加热到600～1300℃后，保温3、5、10或24h，然后自然冷却到室温，取出得到石墨烯和无机盐反应介质的固体混合物；(3)将上步得到的固体混合物放入纯水或酸性洗液中浸泡5h后，抽滤分离、洗涤，放入真空干燥箱里100℃干燥12h后便得到石墨烯材料；所述含碳有机物为葡萄糖，淀粉，蔗糖，水杨酸，葡萄糖酸钠，葡萄糖酸钙，葡萄糖酸锌，醋酸钠，油酸钠，酒石酸钠，硬脂酸钙，苯甲酸钠，山梨酸钾，柠檬酸钠，柠檬酸钙，柠檬酸锌，柠檬酸铜中的一种或两种以上的混合物；所述无机盐反应介质为氯化铁，氯化锌，氯化镍，氯化钴，氯化铜，氯化镁，氯化铵，碳酸钙，碳酸铜，碳酸锂，碳酸氢钠，碳酸氢铵，碳酸氢钙中的一种或两种以上的混合盐。