石墨烯及其制备方法.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CN105967181A(43)申请公布日2016.09.28(21)申请号201610578062.X(22)申请日2016.07.21(71)申请人苏州协鑫集成科技工业应用研究院有限公司地址215000江苏省苏州市苏州工业园区钟慧路58号2幢125室申请人苏州协鑫集成储能科技有限公司协鑫集成科技（苏州）有限公司协鑫集成科技股份有限公司(72)发明人刁增朋相江峰郝三存余海君(74)专利代理机构广州华进联合专利商标代理有限公司44224代理人唐清凯(51)Int.Cl.C01B31/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称石墨烯及其制备方法(57)摘要本发明涉及石墨烯领域，具体公开了一种石墨烯的制备方法，其包括如下步骤：提供氧化石墨烯；对氧化石墨烯进行透析；然后冷冻干燥；接着进行热还原，最后进行化学还原，得到石墨烯。上述石墨烯的制备方法，由于经过透析、冷冻干燥以及先热还原后化学还原等步骤，得到的石墨烯片层较少，石墨烯产物即由较少层数的以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子堆垛构成，石墨烯的品质较高。另外，本发明所提供的制备方法，其原料常规，成本较低，且所需的设备简单，前期投入较低，可以有效降低制造成本。本发明还公开了上述制备方法得到的石墨烯。CN105967181ACN105967181A权利要求书1/1页1.一种石墨烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供氧化石墨烯；对所述氧化石墨烯进行透析；对透析后的氧化石墨烯进行冷冻干燥；将冷冻干燥后的氧化石墨烯进行热还原，得到热还原产物；将所述热还原产物进行化学还原，得到石墨烯。2.根据权利要求1所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述化学还原以水合肼作为还原剂。3.根据权利要求1所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述热还原的温度为950～1150℃，时间为20～30s。4.根据权利要求3所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述热还原在压强为8～12MPa下进行。5.根据权利要求1所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述透析所使用的透析膜的载流分子量为8000～14000。6.根据权利要求5所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，在所述透析之前，还包括将所述透析膜在沸水中煮7～15min。7.根据权利要求1所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述透析为在去离子水进行直流电透析，直流电透析的电压为25V，时间为不低于30天且每天更换去离子水。8.根据权利要求1所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥的温度为-50～-70℃，真空度为10～30Pa。9.根据权利要求1所述的石墨烯的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯通过改进Hummers法得到。10.一种石墨烯，其特征在于，所述石墨烯通过权利要求1-9任一项的制备方法得到。2CN105967181A说明书1/4页石墨烯及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及石墨烯领域，特别是涉及一种石墨烯及其制备方法。背景技术[0002]石墨烯(英文名Graphene)是一种由碳原子形成的蜂窝状的准二维结构。石墨烯是除金刚石外所有碳晶体的基本结构单元。石墨烯拥有近乎完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度只有一个碳原子层的厚度。原子间为s键连接，结合方式为sp2杂化。另外石墨烯有独特的电子能带结构，石墨烯中的有效质量为零。这些特征使得石墨烯具有高比表面积(2620m2·g-1)、高电荷迁移率电性(25000cm2·V-1·s-1)、高结构强度(1TPa)和高热传导性(5000W·m-1·K-1)等特性。由于上述特性，石墨烯的应用前景很广，从单电子晶体管、两极性晶体管、柔性晶体管、锂电池电极材料、超级电容电极材料、太阳能电池窗口电极到输电线路以及太空电梯都有应用。[0003]目前，石墨烯有多种制备方法，其中包括机械剥离法、氧化石墨还原法、表面外延生长法、和化学气相沉积法等。其中，目前表面外延生长法、和化学气相沉积法不利于大规模生产；目前较为成熟以及可以大规模量产的是，氧化石墨还原法和机械剥离法。但是，目前上述两种方法，得到石墨烯品质较低。发明内容[0004]基于此，有必要针对现有技术中，可大规模生产的石墨烯制备方法，得到的石墨烯品质较低的问题，提供一种品质高且可大规模生产的石墨烯的制备方法。[0005]一种石墨烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：[0006]提供氧化石墨烯；[0007]对所述氧化石墨烯进行透析；[0008]对透析后的氧化石墨烯进行冷冻干燥；[0009]将冷冻干燥后的氧化石墨烯进行热还原，得到热还原产物；[0010]将所述热还原产物进行化学还原，得到石墨烯。[0011]上述石墨烯的制备方法，