CN102583337A - 多孔结构石墨烯材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是提供一种多孔结构的石墨烯材料的制备方法。解决的手段是，包括：以多孔氧化镁/硅复合材料作为模板通过化学气相沉积法使碳源在所述多孔氧化镁/硅复合材料的结构内生长石墨烯形成氧化镁/硅/石墨烯复合结构的工序A；通过刻蚀去除复合结构中的模板材料的工序B，从而获得所述多孔结构石墨烯材料。本发明所用模板采用多孔结构的氧化镁/硅复合材料，可利用化学气相沉积法进行宏量制备。该多孔结构石墨烯材料的制备方法工艺简单，过程易控制，材料导电性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种多孔结构的石墨烯材料的制备方法，主要用于减小石墨烯的界面电阻，提高石墨烯导电性能。
背景技术
石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料，它可看作是构建其它维数碳质材料(如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨)的基本单元。石墨烯具有许多奇特而优异的性能：热导率、载流子迁移率以及比表面积等均比较高，还具有分数量子霍尔效应、量子霍尔铁磁性和激子带隙等现象。这些优异的性能和独特的纳米结构，使石墨烯成为近年来广泛关注的焦点。目前石墨烯的制备方法主要有化学剥离法和化学气相沉积法等。
例如：中国专利CN200910187298中报道了一种石墨烯的制备技术，具体为一种大尺寸石墨烯的制备方法，适用于大尺寸石墨烯的宏量制备。该方法包括：(1)采用大尺寸石墨为原料，利用改性Hummers方法对石墨原料进行弱氧化；(2)采用弱超声或振荡方法将分散在水中的氧化石墨进行温和剥离，获得氧化石墨烯；(3)采用多次离心方法，通过控制离心转速和离心时间将氧化石墨烯分离，得到均匀的大尺寸氧化石墨烯；(4)将氧化石墨烯沉积在基体上，利用肼或水合肼还原，得到高质量、大尺寸石墨烯。
专利CN201010218410公开了一种合成石墨烯薄膜材料的方法，该方法通过化学气相沉积的方法，采用氢气加甲烷的混合气氛，在铜基底上生长石墨烯薄膜；然后将生长了石墨烯薄膜的铜基底平放在表面被氧化了硅基底上，放入硝酸铁溶液中，将铜基底溶掉，此时石墨烯薄膜将沉在硅基底上；接下来将溶液稀释，再将沉有石墨烯的硅基底从溶液中取出用真空干燥箱烘干；再将沉有石墨烯的硅基底超声清洗后，放入通氩气保护的退货炉中退火即可制的高质量的石墨烯样品。本发明简化了原来制备石墨烯薄膜所需要的复杂的步骤，避免了化学方法所需要的剧毒试剂，提高了石墨烯薄膜的生产效率，制备的石墨烯薄膜经拉曼光谱仪测量证明性能良好，具有很好的可重复性。
目前石墨烯的制备方法仍存在着一些问题。例如化学剥离法制备的石墨烯质量较差，石墨烯内部较多的缺陷，阻碍电子的快速传输。虽然通过化学气相沉积制备的石墨烯具有较高的质量，但是化学气相沉积一般采用铜或镍的金属薄膜作为衬底，得到的多为二维片状石墨烯，石墨烯片之间的界面电阻不利于电子的快速传输。与二维结构石墨烯相比，具有三维连续孔道结构的石墨烯内部晶界较少，可以作为电子快速导电网络。为了进一步提高石墨烯的电导率，促进石墨烯的实用化，有必要制备多孔结构的石墨烯材料。
发明内容
为了减小石墨烯材料的界面电阻，提高石墨烯的导电率，本发明提出一种多孔结构石墨烯材料的制备方法，以多孔氧化镁/硅复合材料为模板，利用化学气相沉积(CVD)法宏量制备多孔结构的石墨烯。
本发明提供一种多孔结构石墨烯材料的制备方法，包括：以多孔氧化镁/硅复合材料作为模板通过化学气相沉积法使碳源在所述多孔氧化镁/硅复合材料的结构内生长石墨烯形成氧化镁/硅/石墨烯复合结构的工序A；通过刻蚀去除复合结构中的模板材料的工序B，从而获得所述多孔结构石墨烯材料。
较佳地，本发明的方法还包括在所述工序A之前将混合均匀的金属镁粉和二氧化硅粉末的混合物作为原料、用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出(其中氢气和氩气的比例为5∶95)，于600℃-700℃热处理4-8h，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料的工序A1。
金属镁粉和二氧化硅粉末的摩尔比为2∶1。
工序A1中，以金属镁粉和二氧化硅粉末为原料、按照选定的比例使之混合均匀。例如可以将混合原料球磨适当时间使混合均匀。
优选地，上述工序A可以包括以下各工序，(1)将作为模板的多孔氧化镁/硅复合材料放入化学气相沉积反应室，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出(其中氢气和氩气的比例为5∶95)，加热至反应温度800-1100℃，恒温0-60min的工序A1；(2)导入碳源使之与多孔氧化镁/硅复合材料进行反应的工序A2，其中气体流量为5-50SCCM，反应时间5-30min；以及，(3)冷却获得氧化镁/硅/石墨烯复合结构的工序A3。工序A2中导入的碳源，优选为乙炔、乙烯或甲烷气。工序A3中的冷却过程，优选地控制降温速率为10-300℃/min。
上述本发明的方法制得的多孔结构石墨烯的方块电阻可达2.3～15.6Ω·sq-1。优选地可以达到2.3Ω·sq-1。
工序B是通过将工序A制得的氧化镁/硅/石墨烯复合结构放入刻蚀液中以除去模板。刻蚀液优选地选用盐酸、氢氟酸或氢氧化钠溶液。
本发明提供的多孔结构石墨烯材料的制备方法，主要用于减少石墨烯界面电阻，提高其导电性能。本发明所用模板采用多孔结构的氧化镁/硅复合材料，可利用化学气相沉积法进行宏量制备。该多孔结构石墨烯材料的制备方法工艺简单，过程易控制，材料导电性能优异。
附图说明
图1为多孔结构氧化镁/硅复合材料的扫描电镜照片；
图2为多孔结构的石墨烯材料的扫描电镜照片。
具体实施方式
参照说明书附图，并结合下述实施方式进一步说明本发明，应理解，说明书附图及下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
本发明涉及一种制备多孔结构石墨烯材料的制备方法，主要用于减少石墨烯界面电阻，提高其导电性能。其技术特征在于：采用多孔结构材料为模板，通过化学气相沉积，得到高导电性多孔结构石墨烯。本发明所用模板采用多孔结构的氧化镁/硅复合材料，利用化学气相沉积法进行宏量制备。该多孔结构石墨烯材料的制备方法工艺简单，过程易控制，材料导电性能优异。
作为示例，下面具体地说明本发明多孔结构石墨烯材料的制备方法。
本发明的多孔结构石墨烯材料的制备过程可以包括以下步骤，
(1)多孔结构模板的制备：以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料通过例如球磨的方式使均匀混合，例如球磨15个小时，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出(其中氢气和氩气的比例为5∶95)，于600℃～700℃的热处理4-8h，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料；
(2)多孔结构石墨烯的制备：以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入反应容器内，例如石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，密封，检查气密性，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出(其中氢气和氩气的比例为5∶95)，然后对石英舟进行加热，采用控温仪达到预定反应温度800-1100℃，恒温0-60min后，导入乙炔或乙烯或甲烷气，气体流量为5-50SCCM，反应时间5-30min，反应完毕，控制降温速率为10-300℃/min，冷却至室温；
(3)石墨烯刻蚀：将步骤(2)制备的多孔结构石墨烯及模板先后放入适宜浓度的盐酸、氢氟酸或氢氧化钠溶液的刻蚀液中，以除去模板衬底，然后过滤，并用去离子水洗涤至中性后烘干。
应理解以上步骤中的某个也可以省略或使用能够达到同等效果的其他替代步骤，且每个步骤中的每个特征也不是必须或固定地而不可替换，而只是示例地说明。
参见图1，为通过本发明的方法制得的多孔结构氧化镁/硅复合材料、即上述(1)中述及的多孔结构氧化镁/硅复合材料的扫描电镜照片。利用该材料可以制得本发明的多孔结构石墨。图2，示出了通过本发明的方法制得的多孔结构的石墨烯材料的扫描电镜照片。
下面进一步列举实施例以详细说明本发明的示例制备工艺。应理解，下述实施例是为了更好地说明本发明，而非限制本发明。
实施例1
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于600℃热处理8h，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至900℃，恒温30min后，通入20SCCM乙炔，反应时间20min，反应结束后停止通过乙炔，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净，产物扫描电镜照片如图2所示，表明石墨烯为多孔结构，其方块电阻为2.3Ω·sq-1。
实施例2
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于700℃热处理4h，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至800℃，恒温30min后，通入40SCCM乙炔，反应时间20min，反应结束后停止通入乙炔，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为5.3Ω·sq-1。
实施例3
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出后，于650℃热处理6小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至800℃，恒温30min后，通入5SCCM乙炔，反应时间10min，反应结束后停止通入乙炔，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为4.2Ω·sq-1。
实施例4
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于700℃热处理4小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至1100℃，恒温30min后，通入40SCCM乙炔，反应时间20min，反应结束后停止通入乙炔，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为3.9Ω·sq-1。
实施例5
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于600℃热处理4小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至800℃，恒温30min后，通入20SCCM甲烷，反应时间20min，反应结束后停止通入甲烷，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为6.7Ω·sq-1。
实施例6
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于650℃热处理6小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至800℃，恒温30min后，通入20SCCM甲烷，反应时间40min，反应结束后停止通入甲烷，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为8.1Ω·sq-1。
实施例7
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于700℃热处理8小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至800℃，恒温30min后，通入5SCCM甲烷，反应时间60min，反应结束后停止通入甲烷，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为10.2Ω·sq-1。
实施例8
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于600℃热处理8小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至800℃，恒温30min后，通入20SCCM甲烷，反应时间40min，反应结束后停止通入甲烷，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为15.6Ω·sq-1。
实施例9
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于700℃热处理4小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至1100℃，恒温30min后，通入20SCCM甲烷，反应时间20min，反应结束后停止通入甲烷，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为14.2Ω·sq-1。
实施例10
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于700℃热处理4小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至800℃，恒温30min后，通入20SCCM甲烷，反应时间20min，反应结束后停止通入甲烷，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为11.2Ω·sq-1。
实施例11
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于600℃热处理4小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至800℃，恒温30min后，通入40SCCM乙烯，反应时间20min，反应结束后停止通入乙烯，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为11.7Ω·sq-1。
实施例12
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于650℃热处理6小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至800℃，恒温30min后，通入20SCCM乙烯，反应时间40min，反应结束后停止通入乙烯，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为9.8Ω·sq-1。
实施例13
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于700℃热处理8小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至800℃，恒温30min后，通入5SCCM乙烯，反应时间60min，反应结束后停止通入乙烯，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为6.1Ω·sq-1。
实施例14
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于600℃热处理8小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至800℃，恒温30min后，通入20SCCM乙烯，反应时间40min，反应结束后停止通入乙烯，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为9.5Ω·sq-1。
实施例15
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于700℃热处理4小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至1100℃，恒温30min后，通入20SCCM乙烯，反应时间20min，反应结束后停止通入乙烯，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为8.4Ω·sq-1。
实施例16
(1)以金属镁粉与二氧化硅粉末为原料、按照镁与二氧化硅2∶1的摩尔比，将原料混合球磨15h后，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于700℃热处理4小时，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料，产物扫描电镜照片如图1所示；
(2)以上述多孔氧化镁/硅复合材料为模板，将其装入石英舟中，放入化学气相沉积反应炉中心区域，通入20SCCM氢气和200SCCM氩气，60min后开始加热至800℃，恒温30min后，通入20SCCM乙烯，反应时间20min，反应结束后停止通入乙烯，关闭电炉，自然冷却到室温；
(3)将步骤(2)制备产物先放入100ml 2M盐酸，去除氧化镁后过滤洗涤，然后放入5M氢氧化钠溶液中除去硅，用去离子水洗涤干净。测得方块电阻为8.8Ω·sq-1。
产业应用性：本发明所用模板采用多孔结构的氧化镁/硅复合材料，利用化学气相沉积法进行宏量制备。该多孔结构石墨烯材料的制备方法工艺简单，过程易控制，材料导电性能优异。
Claims (8)
1.一种多孔结构石墨烯材料的制备方法，其特征在于，包括：以多孔氧化镁/硅复合材料作为模板通过化学气相沉积法使碳源在所述多孔氧化镁/硅复合材料的结构内生长石墨烯形成氧化镁/硅/石墨烯复合结构的工序A；通过刻蚀去除复合结构中的模板材料的工序B，从而获得所述多孔结构石墨烯材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括在所述工序A之前将混合均匀的金属镁粉和二氧化硅粉末的混合物作为原料、用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，于600℃-700℃热处理4-8h，得到多孔结构的氧化镁/硅复合材料的工序A1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属镁粉和二氧化硅粉末的摩尔比为2∶1。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，通过球磨的方式使所述原料混合均匀。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述工序A包括将作为模板的多孔氧化镁/硅复合材料放入化学气相沉积反应室，用氢气和氩气的混合气体将反应炉腔内的空气完全赶出，加热至反应温度800-1100℃，恒温0-60min的工序A1；导入碳源使之与多孔氧化镁/硅复合材料进行反应的工序A2，其中气体流量为5-50SCCM，反应时间5-30min；以及，冷却获得氧化镁/硅/石墨烯复合结构的工序A3。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碳源为乙炔、乙烯或甲烷。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述工序A3中的冷却过程控制降温速率为10-300℃/min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述工序B是通过将工序A制得的氧化镁/硅/石墨烯复合结构先后放入盐酸、氢氟酸或氢氧化钠溶液的刻蚀液中以除去模板。
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