一种石墨烯/富勒烯复合纳米材料的制备方法及其应用.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CN105870419A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610353231.X(22)申请日2016.05.25(71)申请人广东石油化工学院地址525000广东省茂名市官渡二路139号(72)发明人李泽胜李泊林刘志森张玲李德豪(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人单香杰(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/583(2010.01)H01M4/133(2010.01)H01M4/1393(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种石墨烯/富勒烯复合纳米材料的制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种石墨烯/富勒烯复合纳米材料的制备方法，是以含硫树脂作为固相碳源和硫源，以过渡金属醋酸盐作为催化剂前驱体，所述含硫树脂靠近加热炉的入气端，过渡金属醋酸盐靠近加热炉的出气端，在惰性气体保护下进行热处理，收集热处理产物，经酸处理、洗涤、过滤、干燥即得石墨烯/富勒烯复合纳米材料；所述热处理的温度为600～900℃，加热时间为10min～60min，升温速度为5～20℃/min；该方法是基于“含硫树脂”为固相碳源/硫源、“过渡金属硫化物”为催化剂的类化学气相沉积技术，大规模一步制备“石墨烯/富勒烯”复合纳米材料，解决当前其所面临的步骤复杂、设备昂贵、操作繁琐，难批量生产等问题。CN105870419ACN105870419A权利要求书1/1页1.一种石墨烯/富勒烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，以含硫树脂作为固相碳源和硫源，以过渡金属醋酸盐作为催化剂前驱体，所述含硫树脂靠近加热炉的入气端，过渡金属醋酸盐靠近加热炉的出气端，在惰性气体保护下进行热处理，收集热处理产物，经酸处理、洗涤、过滤、干燥即得石墨烯/富勒烯复合纳米材料；所述热处理的温度为600～900℃，加热时间为10min～60min，升温速度为5～20℃/min。2.根据权利要求1所述石墨烯/富勒烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述含硫树脂和过渡金属醋酸盐的质量比为1：0.1～0.5。3.根据权利要求1所述石墨烯/富勒烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述酸处理是指热处理产物用1～5mol/L的盐酸浸泡1～3h。4.根据权利要求1所述石墨烯/富勒烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，在进行热处理之前，所述含硫树脂经烘干粉碎处理，粉碎后粒径为50μm～100μm。5.根据权利要求1所述石墨烯/富勒烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，在进行热处理之前，所述过渡金属醋酸盐盐经球磨处理，球磨后粒径为1μm～5μm。6.根据权利要求1所述石墨烯/富勒烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述过渡金属醋酸盐选自醋酸镍、醋酸钴、醋酸锰中的一种或两种以上。7.根据权利要求1所述石墨烯/富勒烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述含硫树脂选自硫脲树脂、巯基树脂、磺酸基树脂中的一种或两种以上。8.权利要求1至7任一项所述制备方法获得的石墨烯/富勒烯复合纳米材料。9.权利要求8所述石墨烯/富勒烯复合纳米材料的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用为利用石墨烯/富勒烯复合纳米材料制备锂离子电池负极。2CN105870419A说明书1/6页一种石墨烯/富勒烯复合纳米材料的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及石墨烯基复合材料制备技术领域，更具体地，涉及一种石墨烯/富勒烯复合纳米材料的制备方法及其应用。背景技术[0002]富勒烯和石墨烯凭借各自优异的物理化学特性吸引了众多研究人员的注意，人们希望富勒烯和石墨烯的特殊结构和优异性质能给电化学能源材料及微纳电子器件带来突破性的进展。当前，有关富勒烯和石墨烯的研究和开发已经成为了一个国际热点。富勒烯和石墨烯都是纳米尺寸的碳材料，具有极大的比表面积、良好的导电性以及优异的化学特性。但是富勒烯的溶解性和分散性较差，难以制成器件，因而其实际应用被大大限制。选择合适的方法制备出“石墨烯/富勒烯”复合纳米材料，它们之间可以产生一种协同效应，使其各种物理化学性能得到增强，因而这种复合材料在很多领域有着极大的应用前景。[0003]首先，通过二维石墨烯的支撑作用可以有效解决富勒烯分散性较差这一问题；同时，复合纳米材料的特殊界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应等，使其具有独特的光、电、磁、热等物理化学性质。因而，“石墨烯/富勒烯”复合纳米材料在电化学催化及储能、生物传感、电子器件等领域将会获得极为广泛的应用。[0004]鉴于“石墨烯/富勒烯”复合纳米材料优异的性能和广阔的应用前景，探索合成“石墨烯/富勒烯”复合纳米材料的高效