一种石墨烯材料及其制备方法.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(10)申请公布号CNCN103771393103771393A(43)申请公布日2014.05.07(21)申请号201210406012.5(22)申请日2012.10.23(71)申请人海洋王照明科技股份有限公司地址518000广东省深圳市南山区南海大道海王大厦A座22层申请人深圳市海洋王照明技术有限公司深圳市海洋王照明工程有限公司(72)发明人周明杰钟玲珑王要兵(74)专利代理机构广州三环专利代理有限公司44202代理人郝传鑫熊永强(51)Int.Cl.C01B31/04(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书5页说明书5页(54)发明名称一种石墨烯材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将氧化石墨置于水中，超声制得氧化石墨烯悬浮液；（2）加入氢氧化钾溶液，持续搅拌直至出现凝聚；（3）滤取滤饼干燥后在800~1200℃下还原1~5小时，冷却后取出固体物，洗涤后干燥，得到石墨烯粉末；（4）将得到的石墨烯粉末置于水中，超声形成石墨烯悬浮液，加入硝酸并超声反应0.5～2小时；（5）滤取滤饼干燥后在惰性气体下以500～700℃热处理0.5～3小时，冷却后经水洗、过滤、干燥，得到石墨烯材料。本发明还提供了该制备方法制得的石墨烯材料。本发明克服现有石墨烯材料比表面积小的缺陷，提升了其比表面积，同时保留其含氧官能团。CN103771393ACN10379ACN103771393A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：（1）将氧化石墨置于水中，超声1～5小时，制得浓度为0.1～20g/L氧化石墨烯悬浮液；（2）配制浓度为0.1~10mol/L的氢氧化钾溶液，然后将所述氢氧化钾溶液倒入所述氧化石墨烯悬浮液中，持续搅拌直至出现凝聚；其中，所述氢氧化钾与所述氧化石墨的质量比为1～30：1；（3）过滤步骤（2）凝聚后的氧化石墨烯悬浮液，将滤饼干燥后放入反应器中，800~1200℃下还原1~5小时，冷却后取出固体物，用去离子水洗涤后干燥，得到石墨烯粉末；（4）将得到的石墨烯粉末置于水中，超声形成浓度为0.1～2mg/mL的石墨烯悬浮液，按石墨烯与硝酸溶液固液比为1mg：1～20mL的比例加入硝酸，在20～50℃条件下超声反应0.5～2小时；（5）过滤经硝酸处理后的石墨烯悬浮液，将滤饼干燥后放入反应器中，在惰性气体下以500～700℃热处理0.5～3小时，冷却后经水洗、过滤、干燥，得到石墨烯材料。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述氧化石墨烯悬浮液的浓度为10～20g/L。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述氢氧化钾溶液的浓度为5～10mol/L。4.根据权利要求1所述的一种石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）与步骤（5）所述反应器为马弗炉、火化炉或石墨炉。5.根据权利要求1所述的一种石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述石墨烯悬浮液的浓度为0.1～1mg/L。6.根据权利要求1所述的一种石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述硝酸按石墨烯与硝酸溶液固液比为1mg：1～5mL的比例加入。7.根据权利要求1所述的一种石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤（5）所述的惰性气体为氩气、氮气、氦气、氖气。8.一种石墨烯材料，其特征在于，所述石墨烯材料是通过权利要求1～7中任意一项所述制备方法制得的。2CN103771393A说明书1/5页一种石墨烯材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及碳材料制备技术领域，尤其涉及一种石墨烯材料及其制备方法。背景技术[0002]锂离子交换电池，又称表面介导电池，是一种利用锂离子可在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性而开发出新型储能设备。这种电池集中了锂电池和超级电容的优点，同时兼具高功率密度和高能量储存密度的特性。功率密度影响电池的充电时间，功率密度越高，能量转移率就越高，充电时间就会越短；能量储存密度影响电池的储电量，能量储存密度越大，存储的能量就越多。锂离子交换电池能量储存密度为160瓦/公斤，与商业锂离子电池相当，但它的功率密度却比商业锂离子电池高100倍，因而它可以将充电时间从过去的数小时之久缩短到不到一分钟。锂离子交换电池的高功率密度和高能量储存密度的特性，解决了目前锂离子电池发展面临的主要技术瓶颈，因而在汽车、手机、电脑、航天等各行业都具有广泛的应用前景。[0003]锂离子交换电池的正极材料为石墨烯，其特征是具有大的比表面积和丰富的含氧官能团，大的比表面积可以为锂离子交换电池提供双电层电容和离子传输通道，含氧官能团可以为锂离子