CN104609404A - 一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，属于功能材料领域。所述方法如下：用氧化剥离石墨法制得氧化石墨烯溶液，与待复合材料混合均匀，得到混合物质，将氧化石墨烯溶液或混合物质冷冻干燥，得到块状氧化石墨烯或氧化石墨烯复合材料，用激光或太阳光聚焦照射，还原为块状石墨烯或块状石墨烯复合材料。所述方法是一种通用的制备石墨烯及其复合材料的方法；得到的石墨烯及其复合材料为泡沫状，内部结构呈三维、多孔状，比表面大；所述方法原材料来源广泛，价格低廉且环境友好，工艺简单成熟、适合大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，属于功能材料领域。
背景技术
石墨烯是单层原子组成的二维碳基材料，具有大的表面积，高的电子迁移率，良好的机械强度和导热性能，从而使其在能源材料、存储器件等研究领域获得广泛的关注。
石墨烯复合材料是将其它纳米结构材料与石墨烯通过化学键、分子间作用力等结合在一起。石墨烯复合材料包括石墨烯金属复合材料，如石墨烯与铂、金、银等纳米颗粒复合材料；石墨烯金属氧化物复合材料，如石墨烯与四氧化三锰、氧化镍、氧化铁等复合材料；杂原子掺杂石墨烯材料，如氮掺杂、硫掺杂、磷掺杂等；石墨烯与聚合物复合材料，如石墨烯与聚吡络、聚苯胺等复合材料。
目前，大批量制备石墨烯的方法主要是化学还原法，对于石墨烯复合材料的制备主要集中在高温退火、微波反应和水热反应等方法上，往往制备周期长，实验条件苛刻，用到有毒的化学试剂等，而且制备方法各不相同，这些都严重的影响到了石墨烯及其复合材料的大规模制备以及应用。因此，简单有效的大规模制备石墨烯及其复合材料，已经成为石墨烯应用研究的热点。
光还原制备石墨烯是一种有效地简单绿色的制备石墨烯的方法，但是目前的利用光源进行还原只局限于微小器件的还原加工，例如制备微小的电路加工等，对于石墨烯基复合材料的制备，利用光源进行还原制备仍然只局限于有限的几种复合材料。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法。
本发明的目的由以下技术方案实现。
一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，所述方法步骤如下：
(1)利用氧化剥离石墨法(Hummers法)制备得到氧化石墨烯溶液；
优选氧化石墨烯溶液的浓度为2mg/mL～10mg/mL；
(2)将步骤(1)制得的氧化石墨烯溶液与待复合材料混合均匀，得到混合物质；
所述待复合材料为以下四类物质中的一种，每类物质里只选一种材料，其中：
第一类：氯铂酸溶液、氯金酸溶液或硝酸银溶液；
其中，优选氯铂酸溶液的物质量浓度为2mmol/L～20mmol/L，优选氯金酸溶液的物质量浓度为1mmol/L～10mmol/L，优选硝酸银溶液的物质量浓度为0.001mol/L～0.1mol/L；
优选氯铂酸溶液、氯金酸溶液或硝酸银溶液与氧化石墨烯溶液的体积比为1:1；
第二类：醋酸镍溶液、草酸铁溶液、醋酸锰溶液、醋酸钴溶液、醋酸铬溶液或醋酸铅溶液；
其中，优选醋酸镍溶液的物质量浓度为0.001mol/L～0.1mol/L，优选草酸铁溶液的物质量浓度为0.001mol/L～0.1mol/L，优选醋酸锰溶液的物质量浓度为0.001mol/L～0.1mol/L，醋酸钴溶液的物质量浓度为0.001mol/L～0.1mol/L，醋酸铬溶液的物质量浓度为0.001mol/L～0.1mol/L，醋酸铅溶液的物质量浓度为0.001mol/L～0.1mol/L；
优选醋酸镍溶液、草酸铁溶液、醋酸锰溶液、醋酸钴溶液、醋酸铬溶液或醋酸铅溶液与氧化石墨烯溶液的体积比为1:1；
第三类：红磷、三聚氰胺或硫；
优选红磷、三聚氰胺或硫与氧化石墨烯溶液中的氧化石墨烯的质量比为1:1；
第四类：吡咯；
优选吡咯与氧化石墨烯溶液的体积比为1:10；
(3)将步骤(1)制得的氧化石墨烯溶液进行冷冻干燥处理，得到三维泡沫结构的块状氧化石墨烯；
将步骤(2)制得的混合物质进行冷冻干燥处理，得到三维泡沫结构的块状氧化石墨烯复合材料；
优选所述冷冻干燥处理为：先置于≤-10℃冷冻成块状，然后放置于≤100Pa的真空环境中，使内部结晶水升华；
(4)对步骤(3)制得的块状氧化石墨烯进行激光或太阳光聚焦照射，黄棕色的块状氧化石墨烯被还原为黑色的块状石墨烯，为三维泡沫结构；
对步骤(3)制得的块状氧化石墨烯复合材料进行激光或太阳光聚焦照射，黄棕色的块状氧化石墨烯复合材料被还原为黑色的块状石墨烯复合材料，内部为三维多孔状，整体为泡沫状；
优选所述激光功率为1W，照射时间1s；
优选所述太阳光聚焦照射的焦点功率为1W，时间为1s。
有益效果
1.本发明提供了一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，所述方法工艺简单、价格低廉且环境友好，适合大规模生产；
2.本发明提供了一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，所述方法使用的原材料来源广泛，合成技术成熟，质量高且成本低；
3.本发明提供了一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，所述方法不仅适用于快速还原制备三维泡沫结构的块状石墨烯，而且可以制备泡沫状三维石墨烯/铂纳米颗粒、三维石墨烯/银纳米颗粒、三维石墨烯/金纳米颗粒、三维石墨烯/四氧化三锰纳米颗粒、三维石墨烯/氧化镍纳米颗粒、三维石墨烯/氧化钴纳米颗粒、三维石墨烯/氧化铁纳米颗粒、三维石墨烯/氧化铬纳米颗粒、掺氮三维石墨烯、掺硫三维石墨烯、掺磷三维石墨烯、三维石墨烯/聚吡咯复合材料，是一种通用的制备三维多孔结构石墨烯以及其复合材料的方法；
4.本发明提供了一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，所述方法得到的块状石墨烯及复合材料为泡沫状，内部结构呈三维、多孔状，比表面大。
附图说明
图1为实施例1中得到的块状氧化石墨烯的照片。
图2为实施例1中得到的终产物的照片。
图3为实施例1中得到的终产物的扫描电子显微镜图。
图4为实施例1中得到的块状氧化石墨烯和终产物的X射线衍射测试结果图。
图5为实施例2中得到的终产物的透射电子显微镜图。
图6为实施例2中得到的终产物的X射线衍射测试结果图。
图7为实施例3中得到的终产物的透射电子显微镜图。
图8为实施例3中得到的终产物的X射线衍射测试结果图。
图9为实施例4中得到的终产物的透射电子显微镜图。
图10为实施例4中得到的终产物的X射线衍射测试结果图。
图11为实施例5中得到的终产物的透射电子显微镜图。
图12为实施例5中得到的终产物的X射线衍射测试结果图。
图13为实施例6中得到的终产物的透射电子显微镜图。
图14为实施例6中得到的终产物的X射线衍射测试结果图。
图15为实施例7中得到的终产物的透射电子显微镜图。
图16为实施例7中得到的终产物的X射线衍射测试结果图。
图17为实施例8中得到的终产物的透射电子显微镜图。
图18为实施例8中得到的终产物的X射线衍射测试结果图。
图19为实施例9中得到的终产物的透射电子显微镜图。
图20为实施例9中得到的终产物的X射线衍射测试结果图。
图21为实施例10中得到的终产物的X光电子能谱测试结果图。
图22为实施例11中得到的终产物的X光电子能谱测试结果图。
图23为实施例12中得到的终产物的X光电子能谱测试结果图。
图24为实施例13中得到的终产物的拉曼测试结果图。
图25为实施例14中得到的终产物的扫描电子显微镜图。
图26为实施例14中得到的终产物的X射线衍射测试结果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来详述本发明，但不限于此。
以下实施例中：
所述的用氧化剥离石墨法(Hummers法)制备氧化石墨烯溶液步骤如下：将6g石墨粉、160mL质量浓度为98％的浓硫酸和3g硝酸钠混合，在冰浴、搅拌条件下，加入18g高锰酸钾，搅拌0.5h，升温至35℃，继续搅拌0.5h，然后加入300mL去离子水，将温度调至90℃，搅拌15min，再加入1000mL去离子水，继续搅拌，温度调至常温，加入40mL过氧化氢，然后抽滤得到固体，加入200mL～1000mL水，再离心洗涤，制得2mg/mL～10mg/mL氧化石墨烯溶液。(如：200mL水可得到浓度为10mg/mL氧化石墨烯溶液，1000mL水可得到浓度为2mg/mL氧化石墨烯溶液，其余浓度可依次类推计算)
测试所使用的测试仪器以及型号如下：
扫描电子显微镜(JSM-7001F)，透射电子显微镜(JEM-2010)，X射线衍射仪(Netherlands 1710)，比表面积测试仪(NOVA2200e)，X光电子能谱仪(ESCALab220i-XL)，拉曼测试仪(Renishaw microRaman spectroscopy)，冷冻干燥机(博医康)。
实施例1
一种太阳光、激光还原制备石墨烯的方法，所述方法步骤如下：
(1)用氧化剥离石墨法制备得到6mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将6mg/mL氧化石墨烯溶液冷冻成块状，再放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯。
(3)将块状氧化石墨烯用功率为1W的激光照射1s，黄棕色的块状氧化石墨烯，如图1所示，变为黑色块状终产物，如图2所示。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果如图3所示，显示其结构为三维多孔结构，比表面积测试结果为508m2/g；
X射线粉末衍射测试结果如图4所示，其中，上方曲线为终产物测试结果，下方曲线为块状氧化石墨烯测试结果，可以看出石墨烯的特征衍射峰(24°)出现，并且氧化石墨烯的特征峰(11°)消失，说明氧化石墨烯经过激光照射后变为了石墨烯。
实施例2
一种太阳光、激光还原制备石墨烯复合材料的方法，所述方法步骤如下：
(1)用氧化剥离石墨法制备得到2mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将2mg/mL氧化石墨烯溶液与20mmol/L氯铂酸溶液以体积比1:1混合均匀，冷冻成块状，再放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯复合材料。
(3)将块状氧化石墨烯复合材料用功率为1W的激光照射1s，黄棕色的块状氧化石墨烯复合材料变为黑色的块状终产物。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果显示其结构为三维多孔结构；
透射电子显微镜结果如图5所示，显示石墨烯上负载了大量的铂纳米颗粒；
X射线粉末衍射测试结果如图6所示，可以看出石墨烯的特征衍射峰(24°)出现，并且氧化石墨烯的特征峰(11°)消失，说明氧化石墨烯经过激光照射后变为了石墨烯，并且可以看出铂的特征衍射峰(39°、45°、66°和80°)出现，说明终产物为石墨烯/铂纳米颗粒复合材料。
实施例3
一种太阳光、激光还原制备石墨烯复合材料的方法，所述方法步骤如下：
(1)利用氧化剥离石墨法制备得到10mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将10mg/mL氧化石墨烯溶液与10mmol/L氯金酸溶液以体积比1:1混合均匀，冷冻成块状，再放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯复合材料。
(3)将块状氧化石墨烯复合材料用1W的激光照射1s，块状氧化石墨烯复合材料变为终产物。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果显示其结构为三维多孔结构；
透射电子显微镜结果如图7所示，显示石墨烯上负载了大量的金纳米颗粒；
X射线粉末衍射测试结果如图8所示，可以看出石墨烯的特征衍射峰(24°)出现，并且氧化石墨烯的特征峰(11°)消失，说明氧化石墨烯经过激光照射后变为了石墨烯，并且可以看出金的特征衍射峰(37°、44°、64°、77°和81°)出现，说明终产物为石墨烯/金纳米颗粒复合材料。
实施例4
一种太阳光、激光还原制备石墨烯复合材料的方法，所述方法步骤如下：
(1)用氧化剥离石墨法制备得到2mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将2mg/mL氧化石墨烯溶液与0.1mol/L硝酸银溶液以体积比1:1混合均匀，冷冻成块状，再放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯复合材料。
(3)将块状氧化石墨烯复合材料用功率为1W的激光照射1s，块状氧化石墨烯复合材料变为终产物。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果显示其结构为三维多孔结构；
透射电子显微镜的结果如图9所示，显示石墨烯上负载了大量的银纳米颗粒；
X射线粉末衍射测试结果如图10所示，可以看出石墨烯的特征衍射峰(24°)出现，并且氧化石墨烯的特征峰(11°)消失，说明氧化石墨烯经过激光照射后变为了石墨烯，并且可以看出银的特征衍射峰(38°、44°、64°、77°和81°)出现，说明终产物为石墨烯/银纳米颗粒复合材料。
实施例5
一种太阳光、激光还原制备石墨烯复合材料的方法，所述方法步骤如下：
(1)利用氧化剥离石墨法制备得到2mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将2mg/mL氧化石墨烯溶液与0.1mol/L醋酸锰溶液以体积比1:1混合均匀，冷冻成块状，再放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯复合材料。
(3)将块状氧化石墨烯复合材料用功率为1W的激光照射1s，块状氧化石墨烯复合材料变为终产物。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果显示其结构为三维多孔结构；
透射电子显微镜结果如图11所示，显示石墨烯上负载了大量的四氧化三锰纳米颗粒；
X射线粉末衍射测试结果如图12所示，可以看出石墨烯的特征衍射峰(24°)出现，并且氧化石墨烯的特征峰(11°)消失，说明氧化石墨烯经过激光照射后变为了石墨烯，并且可以看出四氧化三锰的特征衍射峰(17°、28°、31°、35°、43°、50°、57°、59°和64°)出现，说明终产物为石墨烯/四氧化三锰纳米颗粒复合材料。
实施例6
一种太阳光、激光还原制备石墨烯复合材料的方法，所述方法步骤如下：
(1)用氧化剥离石墨法制备得到2mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将2mg/mL氧化石墨烯溶液与0.1mol/L醋酸镍溶液以体积比1:1混合均匀，放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯复合材料。
(3)将块状氧化石墨烯复合材料用功率为1W的激光照射1s，块状氧化石墨烯复合材料变为终产物。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果显示其结构为三维多孔结构；
透射电子显微镜结果如图13所示，显示石墨烯上负载了大量的氧化镍纳米颗粒；
X射线粉末衍射测试结果如图14所示，可以看出石墨烯的特征衍射峰(24°)出现，并且氧化石墨烯的特征峰(11°)消失，说明氧化石墨烯经过激光照射后变为了石墨烯，并且可以看出氧化镍的特征衍射峰(37°、43°、62°、75°和79°)出现，说明终产物为石墨烯/氧化镍纳米颗粒复合材料。
实施例7
一种太阳光、激光还原制备石墨烯复合材料的方法，所述方法步骤如下：
(1)用氧化剥离石墨法制备得到2mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将2mg/mL氧化石墨烯溶液与0.1mol/L醋酸钴溶液以体积比1:1混合均匀，放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯复合材料。
(3)将块状氧化石墨烯复合材料用功率为1W的激光照射1s，块状氧化石墨烯复合材料变为终产物。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果显示其结构为三维多孔结构；
透射电子显微镜结果如图15所示，显示石墨烯上负载了大量的氧化钴纳米颗粒；
X射线粉末衍射测试结果如图16显示，可以看出石墨烯的特征衍射峰(24°)出现，并且氧化石墨烯的特征峰(11°)消失，说明氧化石墨烯经过激光照射后变为了石墨烯，并且可以看出氧化钴的特征衍射峰(36°和42°)出现，说明终产物为石墨烯/氧化钴纳米颗粒复合材料。
实施例8
一种太阳光、激光还原制备石墨烯复合材料的方法，所述方法步骤如下：
(1)利用氧化剥离石墨法制备得到2mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将2mg/mL氧化石墨烯溶液与0.1mol/L醋酸铅溶液以体积比1:1混合均匀，放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯复合材料。
(3)将块状氧化石墨烯复合材料用功率为1W的激光照射1s，块状氧化石墨烯复合材料变为终产物。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果显示其结构为三维多孔结构；
透射电子显微镜结果如图17所示，显示石墨烯上负载了大量的氧化铅纳米颗粒；
X射线粉末衍射测试结果如图18所示，可以看出石墨烯的特征衍射峰(24°)出现，并且氧化石墨烯的特征峰(11°)消失，说明氧化石墨烯经过激光照射后变为了石墨烯，并且可以看出氧化铅的特征衍射峰(20°、30°、32.6°、37.9°、45.2°、48°、53°、56°和60°)，说明终产物为石墨烯/氧化铅纳米颗粒复合材料。
实施例9
一种太阳光、激光还原制备石墨烯复合材料的方法，所述方法步骤如下：
(1)用氧化剥离石墨法制备得到2mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将2mg/mL氧化石墨烯溶液与0.1mol/L草酸铁溶液以体积比1:1混合均匀，放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯复合材料。
(3)将块状氧化石墨烯复合材料用功率为1W的激光照射1s，块状氧化石墨烯复合材料变为终产物。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果显示其结构为三维多孔结构；
透射电子显微镜结果如图19所示，显示石墨烯上负载了大量的氧化铁纳米颗粒；
X射线粉末衍射测试结果如图20所示，可以看出石墨烯的特征衍射峰(24°)出现，并且氧化石墨烯的特征峰(11°)消失，说明氧化石墨烯经过激光照射后变为了石墨烯，并且可以看出氧化铁的特征衍射峰(24°、33°、35°、43°、54°、57°和63°)出现，说明终产物为石墨烯/氧化铁纳米颗粒复合材料。
实施例10
一种太阳光、激光还原制备石墨烯复合材料的方法，所述方法步骤如下：
(1)用氧化剥离石墨法制备得到2mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将2mg/mL氧化石墨烯溶液与三聚氰胺混合均匀，氧化石墨烯溶液中的氧化石墨烯与三聚氰胺的质量比为1:1，冷冻成块状，放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯复合材料。
(3)将块状氧化石墨烯复合材料用功率为1W的激光照射1s，块状氧化石墨烯复合材料变为终产物。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果显示其结构为三维多孔结构；
X光电子能谱仪结果如图21所示，显示终产物中含有碳碳单键(C-C)、碳氮键(C-N)、碳氧键(C-O)，说明终产物为掺氮石墨烯复合材料。
实施例11
一种太阳光、激光还原制备石墨烯复合材料的方法，所述方法步骤如下：
(1)用氧化剥离石墨法制备得到2mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将2mg/mL氧化石墨烯溶液与硫混合均匀，氧化石墨烯溶液中的氧化石墨烯与硫的质量比为1:1，冷冻成块状，放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯复合材料。
(3)将块状氧化石墨烯复合材料用功率为1W的激光照射1s，块状氧化石墨烯复合材料变为终产物。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果显示其结构为三维多孔结构；
X光电子能谱仪结果如图22所示，显示终产物中含有碳碳单键(C-C)、碳硫碳键(C-S-C)、碳氧键(C-O，C＝O)，说明终产物为掺硫石墨烯复合料。
实施例12
一种太阳光、激光还原制备石墨烯复合材料的方法，所述方法步骤如下：
(1)用氧化剥离石墨法制备得到2mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将2mg/mL氧化石墨烯溶液与红磷粉混合均匀，氧化石墨烯溶液中的氧化石墨烯与红磷粉的质量比为1:1，冷冻成块状，放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯复合材料。
(3)将块状氧化石墨烯复合材料用功率为1W的激光照射1s，块状氧化石墨烯复合材料变为终产物。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果显示其结构为三维多孔结构；
X光电子能谱仪结果如图23所示，显示终产物中含有碳碳单键(C-C)、碳磷键(C-P)、碳氧键(C-O)，说明终产物为掺磷石墨烯复合材料。
实施例13
一种太阳光、激光还原制备石墨烯复合材料的方法，所述方法步骤如下：
(1)用氧化剥离石墨法制备得到2mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将2mg/mL氧化石墨烯溶液与吡咯(购自阿尔法试剂公司，纯度：98+％)以体积比10:1混合均匀，冷冻成块状，放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯复合材料。
(3)将块状氧化石墨烯复合材料用功率为1W的激光照射1s，块状氧化石墨烯复合材料变为终产物。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果显示其结构为三维多孔结构；
拉曼测试结果数据如图24所示，其中1350cm-1和1620cm-1为石墨烯的特征拉曼峰，930cm-1、1070cm-1、1238cm-1、1370cm-1和1410cm-1为聚吡咯的特征峰，说明终产物为石墨烯/聚吡咯复合材料。
实施例14
一种太阳光、激光还原制备石墨烯的方法，所述方法步骤如下：
(1)用氧化剥离石墨法制备得到6mg/mL氧化石墨烯溶液。
(2)将6mg/mL氧化石墨烯溶液冷冻成块状，放入冷冻干燥机中干燥，得到块状氧化石墨烯。
(3)用凸透镜聚焦后的太阳光照射块状氧化石墨烯1s，太阳光的焦点直径为2mm，焦点功率为1W，块状氧化石墨烯变为终产物。
对本实施例制得的终产物进行检测：
扫描电子显微镜结果如图25所示，显示终产物结构为三维多孔结构；
X射线粉末衍射测试结果如图26所示，可以看出石墨烯的特征衍射峰(24°)，说明氧化石墨烯经过太阳光照射后变为了三维多孔结构的石墨烯。
本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，其特征在于：步骤如下：
(1)用氧化剥离石墨法制备得到氧化石墨烯溶液；
(2)将氧化石墨烯溶液与待复合材料混合均匀，得到混合物质；
待复合材料选自以下四类物质：
第一类：氯铂酸溶液、氯金酸溶液或硝酸银溶液；
第二类：醋酸镍溶液、草酸铁溶液、醋酸锰溶液、醋酸钴溶液、醋酸铬溶液或醋酸铅溶液；
第三类：红磷、三聚氰胺或硫；
第四类：吡咯；
(3)将氧化石墨烯溶液冷冻干燥，得到块状氧化石墨烯；将混合物质冷冻干燥，得到块状氧化石墨烯复合材料；
(4)对块状氧化石墨烯进行激光或太阳光聚焦照射，块状氧化石墨烯被还原为块状石墨烯；对块状氧化石墨烯复合材料进行激光或太阳光聚焦照射，块状氧化石墨烯复合材料被还原为块状石墨烯复合材料。
2.根据权利要求1任一项所述的一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，其特征在于：氧化石墨烯溶液的浓度为2mg/mL～10mg/mL。
3.根据权利要求2所述的一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，其特征在于：氯铂酸溶液的物质量浓度为2mmol/L～20mmol/L，氯金酸溶液的物质量浓度为1mmol/L～10mmol/L，硝酸银溶液的物质量浓度为0.001mol/L～0.1mol/L；醋酸镍溶液、草酸铁溶液、醋酸锰溶液、醋酸钴溶液、醋酸铬溶液和醋酸铅溶液的物质量浓度为0.001mol/L～0.1mol/L。
4.根据权利要求3所述的一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，其特征在于：氯铂酸溶液、氯金酸溶液、硝酸银溶液、醋酸镍溶液、草酸铁溶液、醋酸锰溶液、醋酸钴溶液、醋酸铬溶液或醋酸铅溶液与氧化石墨烯溶液的体积比为1:1；红磷、三聚氰胺或硫与氧化石墨烯溶液中的氧化石墨烯的质量比为1:1；吡咯与氧化石墨烯溶液的体积比为1:10。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，其特征在于：冷冻干燥为：先置于≤-10℃冷冻成块状，然后放置于≤100Pa的真空环境中。
6.根据权利要求1～4任一项所述的一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，其特征在于：激光功率为1W，照射时间1s；太阳光聚焦照射的焦点功率为1W，时间为1s。
7.根据权利要求5所述的一种太阳光、激光还原制备石墨烯及复合材料的方法，其特征在于：激光功率为1W，照射时间1s；太阳光聚焦照射的焦点功率为1W，时间为1s。
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