一种石墨烯材料的制备方法及石墨烯材料.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108033441A(43)申请公布日2018.05.15(21)申请号201810090218.9(22)申请日2018.01.30(71)申请人四川聚创石墨烯科技有限公司地址629000四川省遂宁市经济技术开发区玉龙路电子检测中心一层、六层(72)发明人李星郭凌江漆长席刘焕明蒋虎南黄迎春(74)专利代理机构北京市领专知识产权代理有限公司11590代理人林辉轮张玲(51)Int.Cl.C01B32/184(2017.01)权利要求书1页说明书7页附图9页(54)发明名称一种石墨烯材料的制备方法及石墨烯材料(57)摘要本发明提供了一种石墨烯材料的制备方法及石墨烯材料，包括以下步骤：将含有金属杂质和/或非金属杂质的氧化石墨烯置于载体中，并将所述载体放入高温真空炉内；将所述高温真空炉抽真空至负压60～100Pa；将所述高温真空炉的温度设置为1250～2500℃，并加热60～600min。上述技术方案根据石墨烯与杂质的熔沸点差异，利用真空高温炉，在适当的温度区间、真空度区间及反应时间下有效去除杂质的同时，修复氧化石墨烯中的SP3结构缺陷并去除其含氧官能团，进而制备得到纯度更高的优质石墨烯材料。并且根据上述方法，本发明还提供了一种石墨烯材料。CN108033441ACN108033441A权利要求书1/1页1.一种石墨烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将含有金属杂质和/或非金属杂质的氧化石墨烯置于载体中，并将所述载体放入高温真空炉内；S2：将所述高温真空炉抽真空至负压60～100Pa；S3：将所述高温真空炉的温度设置为1250～2500℃，并加热60～600min。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载体为石墨钵，所述氧化石墨烯通过平铺的方式置于所述石墨钵中。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2步骤中高温真空炉抽真空至负压90±5Pa，且所述负压值维持于整个制备过程。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S3步骤中高温真空炉的温度设置为1700～2200℃，加热时间设置为120～300min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S3步骤中高温真空炉的温度设置为2200℃，加热时间设置为300min。6.一种石墨烯材料，其特征在于，由权利要求1所述的方法制备而成。7.根据权利要求6所述的石墨烯材料，其特征在于，石墨烯材料中Fe元素杂质含量为≤20ppm。8.根据权利要求6所述的石墨烯材料，其特征在于，比表面积为300±10㎡/g。9.根据权利要求6所述的石墨烯材料，其特征在于，石墨烯材料中含氧官能团的含量为零或趋近于零。10.根据权利要求6所述的石墨烯材料，其特征在于，导电率为103S/cm。2CN108033441A说明书1/7页一种石墨烯材料的制备方法及石墨烯材料技术领域[0001]本发明涉及新材料制备技术领域，具体涉及一种石墨烯材料的制备方法及利用该方法制备而成的石墨烯材料。背景技术[0002]2004年，英国曼切斯特大学的物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫首先利用机械剥离法从石墨中分离出了单层石墨烯，并研究了其准粒子性，以及场效应特性。该发现迅速在全球引发了一场石墨烯的研究热潮，短短几年时间里，石墨烯的研究和应用得到了蓬勃发展。[0003]石墨烯是由碳原子组成的二维蜂窝状网络结构，是一种可以直接从石墨中剥离出来、由单层碳原子构成的面材料。石墨烯中碳原子的排列与石墨一样，都属于复式六角晶体结构，在二维平面上以SP2杂化轨道互相堆垛，每个碳原子与其最相邻的三个碳原子间构成三个σ键，而剩余的一个P轨道电子(Π电子)垂直于石墨烯平面，与周围碳原子的Π键形成离域大Π键。在石墨烯的同一原子面上只有两种空间位置不同的原子。[0004]从结构上看，石墨烯是其他一切碳纳米材料的基本单元。例如，它可以翘曲成零维的富勒烯，卷曲成以为的碳纳米管，堆垛成三维的石墨。这种独特的结构特点赋予了石墨烯优异的物理、化学及力学等性能。[0005]优异的导电性能。石墨烯结构非常稳定。石墨烯中各原子之间的连接非常柔韧，当石家外部机械力时，碳原子面发生弯曲变形，使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构中的稳定性。这种稳定的晶体结构使碳原子具有优异的导电性。因为石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。另外，由于碳原子之间很强的相互作用力，因此，即时在常温下周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。其电子运动速度能达到光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。[0006]优异的力学性能。石墨烯是人类已知强度最高的物质，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍左右。理论计算和