CN106744932A - 一种超细金刚石‑石墨烯复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超细金刚石‑石墨烯复合材料的制备方法,是将超细金刚石与石墨烯混合形成分散液,通过抽滤装置抽滤成膜后,在800~1200℃真空热处理0.5~2h得到超细金刚石‑石墨烯复合材料。通过本发明的方法制备的超细金刚石‑石墨烯复合材料,金刚石表面石墨化,与石墨烯形成碳碳键合,性能稳定。该复合材料对实现金刚石和石墨烯在超细磨料工具、超级电容器、场致发射显示器、半导体器件等领域的应用具有十分重要的科学意义和工程价值。
Description
技术领域
本发明属于复合材料领域,具体为一种超细金刚石-石墨烯复合材料的制备方法。
背景技术
超细金刚石不仅具有硬度高、摩擦系数小、禁带宽、载流子迁移率高、场发射阈值低等优异的物理性能,还因为其小尺寸效应拥有大的比表面积和反应活性。石墨烯是六角型蜂巢晶格的平面薄膜,是只有一个碳原子厚度的典型二维材料。石墨烯的导电率和迁移率非常高,是性能优异的导体材料,但易堆积影响其实际应用。若将石墨烯与超细金刚石复合,可以很好的利用这两种材料的优势,增强力学和电学性能,有利于实现超细金刚石和石墨烯在工程和功能材料领域的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足,提供一种超细金刚石-石墨烯复合材料的制备方法,具体步骤为:
1)将超细金刚石与石墨烯混合于溶剂中形成分散液,其中超细金刚石的粒径为5nm~5μm,超细金刚石和石墨烯的质量比为0.05~5,溶剂为水、乙醇和丙酮的一种或两种组合,所述分散液的浓度为0.1~10wt%;
2)所述分散液通过抽滤装置进行抽滤,去除滤纸,得到超细金刚石-石墨烯混合薄膜,所述薄膜的厚度为0.1μm~1mm;
3)将超细金刚石-石墨烯混合薄膜于800℃~1200℃下真空热处理0.5~2h,获得超细金刚石-石墨烯复合材料。
优选的,所述超细金刚石的粒径为10nm~1μm。
优选的,所述超细金刚石和石墨烯的质量比为0.1~1。
优选的,超细金刚石和石墨烯的总浓度为0.2~2wt%。
优选的,所述步骤2)中,所述分散液通过抽滤装置进行抽滤,抽滤后连带滤纸一起取出过滤层,泡于丙酮溶液中以去除滤纸,得到超细金刚石-石墨烯混合薄膜。
优选的,所述滤纸是水性滤纸,孔径为0.15~1.2μm(例如0.15μm、0.3μm、0.45μm、0.65μm、0.8μm、1.2μm)。
上述方法制备的超细金刚石-石墨烯复合材料应用于超细磨料工具、超级电容器、场致发射显示器或半导体器件。
本发明的优点在于:
1.通过本发明的方法制备的超细金刚石-石墨烯复合材料中金刚石表面石墨化,与石墨烯形成碳碳键合,性能稳定,使得力学和电学性能都得到了明显的增强。该复合材料对实现金刚石和石墨烯在超细磨料工具、超级电容器、场致发射显示器、半导体器件等领域的应用,具有十分重要的科学意义和工程价值。
2.本发明的制备方法简单,条件温和,可控性强,适于实际生产应用。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明;但本发明的一种超细金刚石-石墨烯复合材料的制备方法不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图;
图2是本发明实施例1制得的超细金刚石-石墨烯复合材料的扫描电镜照片。
具体实施方式
参考图1,本发明的一种超细金刚石-石墨烯复合材料的制备方法,首先是将超细金刚石与石墨烯混合于溶剂中形成分散液。其中超细金刚石的粒径为5nm~5μm,进一步优选为10nm~1μm;超细金刚石和石墨烯的质量比为0.05~5,进一步优选为0.1~1;超细金刚石和石墨烯的总浓度为0.1~10wt%,进一步优选为0.2~2wt%。溶剂是水、乙醇和丙酮的一种或两种组合。然后,将分散液通过抽滤装置进行抽滤,抽滤后连带滤纸一起取出过滤层,泡于丙酮溶液中以去除滤纸,得到超细金刚石-石墨烯混合薄膜。滤纸是可溶解于丙酮的水性滤纸,孔径为0.15~1.2μm。制得的薄膜厚度为0.1μm~1mm。将超细金刚石-石墨烯混合薄膜于800℃~1200℃下真空热处理0.5~2h,在此热处理条件下,金刚石表面石墨化,与石墨烯形成碳碳键合,获得超细金刚石-石墨烯复合材料。
本方法制得的复合材料性能稳定,且兼具金刚石和石墨烯的优势,在多个领域具有广泛的应用。
实施例1
将尺寸为50nm的超细金刚石与石墨烯按0.6的质量比混合在水中形成分散液,其中超细金刚石和石墨烯的总浓度为0.2wt%。将分散液通过抽滤装置进行抽滤成膜。抽滤所用滤纸为水性滤纸,孔径为0.15μm。抽滤后连带滤纸一起取出过滤层,泡于丙酮溶液中去除滤纸,得到超细金刚石与石墨烯混合薄膜,膜厚为1μm。将该薄膜置于管式炉的石英管中,于800℃热处理0.5h,得到超细金刚石-石墨烯复合材料。该超细金刚石-石墨烯复合材料应用于超级电容器。图2为本实施例制得的超细金刚石-石墨烯复合材料的扫描电镜照片。
实施例2
将尺寸为1μm的超细金刚石与石墨烯按实施例1的质量比混合在水中形成分散液,其中超细金刚石和石墨烯的总浓度为2wt%。将分散液通过抽滤装置进行抽滤成膜。抽滤所用滤纸为水性滤纸,孔径为0.8μm。抽滤后连带滤纸一起取出过滤层,泡于丙酮溶液中去除滤纸,得到超细金刚石与石墨烯混合薄膜,膜厚为0.1mm。将该薄膜置于管式炉的石英管中,于1200℃热处理2h,得到超细金刚石-石墨烯复合材料。该超细金刚石-石墨烯复合材料应用于超细磨料工具。
实施例3
将尺寸为100nm的超细金刚石与石墨烯按0.2的质量比混合在水中形成分散液,其中超细金刚石和石墨烯的总浓度为0.5wt%。将分散液通过抽滤装置进行抽滤成膜。抽滤所用滤纸为水性滤纸,孔径为0.3μm。抽滤后连带滤纸一起取出过滤层,泡于丙酮溶液中去除滤纸,得到超细金刚石与石墨烯混合薄膜,膜厚为100μm。将该薄膜置于管式炉的石英管中,于1000℃热处理1.5h,得到超细金刚石-石墨烯复合材料。该超细金刚石-石墨烯复合材料应用于场致发射显示器。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种超细金刚石-石墨烯复合材料的制备方法,但本发明并不局限于实施例,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种超细金刚石-石墨烯复合材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
1)将超细金刚石与石墨烯混合于溶剂中形成分散液,其中超细金刚石的粒径为5nm~5μm,超细金刚石和石墨烯的质量比为0.05~5,溶剂为水、乙醇和丙酮的一种或两种组合,所述分散液的浓度为0.1~10wt%;
2)所述分散液通过抽滤装置进行抽滤,去除滤纸,得到超细金刚石-石墨烯混合薄膜,所述薄膜的厚度为0.1μm~1mm;
3)将所述超细金刚石-石墨烯混合薄膜于800℃~1200℃下真空热处理0.5~2h,获得超细金刚石-石墨烯复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述超细金刚石的粒径为10nm~1μm。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述超细金刚石和石墨烯的质量比为0.1~1。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述超细金刚石和石墨烯的总浓度为0.2~2wt%。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤2)中,所述分散液通过抽滤装置进行抽滤,抽滤后连带滤纸一起取出过滤层,泡于丙酮溶液中以去除滤纸,得到超细金刚石-石墨烯混合薄膜。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:所述滤纸是水性滤纸,孔径为0.15~1.2μm。
7.由权利要求1~6任一项所述的方法制备的超细金刚石-石墨烯复合材料应用于超细磨料工具、超级电容器、场致发射显示器或半导体器件。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN104150860A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-11-19 | 燕山大学 | 一种金刚石增强的高导热石墨烯片及其制备方法 |
CN105502349A (zh) * | 2014-10-13 | 2016-04-20 | 彭碳科技有限公司 | 三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化过程中的碱化方法 |
CN105016331A (zh) * | 2015-08-05 | 2015-11-04 | 清华大学 | 一种石墨烯微片-金刚石复合物的合成方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108439394A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-08-24 | 东南大学 | 一种制备金刚石粉-石墨烯复合材料的方法 |
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