CN110111924B - 一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料及制备方法 - Google Patents

一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料及制备方法 Download PDF

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Abstract

一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料及制备方法，浆料包括石墨烯量子点0.01‑2wt%、单壁碳纳米管0.1‑5wt%、分散剂0.1‑5wt%、溶剂88‑99.8wt%。同时将石墨烯量子点与单壁碳纳米管加入到分散好的分散剂溶液中，通过研磨、剥离使碳纳米管均匀分布在石墨烯量子点表面上，形成石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料。本发明简单方便易操作，易实现工业化生产，产品具有良好的导电性能。

Description

一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料及制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料领域，涉及石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料及制备方法。
背景技术
单壁碳纳米管的生产趋于工业化，单壁碳纳米管相比多壁碳纳米管具有更大的比表面积，因此导电性优于多壁碳纳米管。石墨烯量子点与碳纳米管复合时，复合单壁碳纳米管的导电性能高于复合多壁碳纳米管。
发明内容
本发明的目的是提供一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料及其制备方法，旨在提高产品的导电性能、倍率和循环性能。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明所述的一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料，其物质组份及重量配比如下：
石墨烯量子点 0.01-2wt%
单壁碳纳米管 0.1-5wt%
分散剂 0.1-5wt%
溶剂 88-99.8wt%。
作为优选的，所述石墨烯量子点的层数为1-2层，直径1-10nm。
作为优选的，所述的单壁碳纳米管直径为0.3nm-6nm，长度为nm-um级。
作为优选的，所述分散剂为聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮及其衍生物、氟碳表面活性剂、聚有机硅氧烷及其衍生物或LA132胶中的一种或两种以上混合物。
作为优选的，所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、、N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯或去离子水等一种或两种以上溶剂混合物。
本发明所述的一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料的制备方法，包括如下步骤。
（1）石墨烯量子点、单壁碳纳米管、分散剂、溶剂按比例配置。
（2）将分散剂分散到溶剂中，然后同时加入石墨烯量子点和单壁碳纳米管搅拌，得到预分散的溶液。
（3）将预分散的溶液经过机械研磨，得到小粒径的石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合溶液。
（4）将得到的石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合溶液经过机械剥离得到精细石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料。
（5）将步骤（4）得到的浆料经纳米砂磨机进行进一步的研磨，得到成品石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料。
所述步骤（3）中，机械研磨采用高速剪切法将粒径研磨至40um以下。
所述步骤（4）中，剥离设备压力运行范围300~2000Bar。
本发明所述的制备方法简单方便易操作，易实现工业化生产，产品具有良好的导电性能。
附图说明
图1为石墨烯量子点TEM图。
图2为单壁碳纳米管TEM图。
图3为本发明浆料应用在电池材料中的电阻率比较。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1。
一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料的制备方法：按重量配比称取96.0wt%甲醇和1.5wt%聚氯乙烯至干燥洁净的分散罐中，搅拌1h至完全分散溶解，然后向分散罐中加入2.0wt%石墨烯量子点和0.5wt%单壁碳纳米管，开启搅拌和高速乳化机运行2h，然后经研磨机高速研磨，经机械剥离设备和纳米砂磨机进行精细化研磨8h，得到分散均匀的石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料。
实施例2。
一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料的制备方法：按重量配比称取96.5wt%甲醇和2.3wt%聚乙烯吡咯烷酮、0.2wt%聚偏氟乙烯至干燥洁净的分散罐中，搅拌1h至完全分散溶解，然后向分散罐中加入0.6wt%石墨烯量子点和0.4wt%单壁碳纳米管，开启搅拌和高速乳化机运行2h，然后经研磨机高速研磨，经机械剥离设备和纳米砂磨机进行精细化研磨8h，得到分散均匀的石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料
实施例3。
一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料的制备方法：按重量配比称取48wt%乙醇，48wt% N-乙烯基吡咯烷酮和1.0wt%聚乙烯吡咯烷酮，1.2wt%聚偏氟乙烯至干燥洁净的分散罐中，搅拌1h至完全分散溶解，然后向分散罐中加入1.5wt%石墨烯量子点和0.3wt%单壁碳纳米管，开启搅拌和高速乳化机运行2h，然后经研磨机高速研磨，经机械剥离设备和纳米砂磨机进行精细化研磨8h，得到分散均匀的石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料。
以上内容均为本发明的部分实施例，对于本领域技术人员，依据本发明思想可在实施方式上做出多种变化，只要未脱离本发明的思想，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料，其特征是物质组份及重量配比如下：
石墨烯量子点 0.01-2wt%
单壁碳纳米管 0.1-5wt%
分散剂 0.1-5wt%
溶剂 88-99.8wt%；
制备方法，包括如下步骤：
（1）石墨烯量子点、单壁碳纳米管、分散剂、溶剂按比例配置；
（2）将分散剂分散到溶剂中，然后同时加入石墨烯量子点和单壁碳纳米管搅拌，得到预分散的溶液；
（3）将预分散的溶液经过机械研磨，得到小粒径的石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合溶液；
（4）将得到的石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合溶液经过机械剥离得到精细石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料；
（5）将步骤（4）得到的浆料经纳米砂磨机进行进一步的研磨，得到成品石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料，其特征是所述石墨烯量子点的层数为1-2层，直径1-10nm。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料，其特征是所述的单壁碳纳米管直径为0.3nm-6nm，长度为nm-um级。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料，其特征是所述分散剂为聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮及其衍生物、氟碳表面活性剂、聚有机硅氧烷及其衍生物或LA132胶中的一种或两种以上混合物。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料，其特征是所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯或去离子水中的一种或两种以上溶剂混合物。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料，其特征是所述步骤（3）中，机械研磨采用高速剪切法将粒径研磨至40um以下。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯量子点与单壁碳纳米管复合导电浆料，其特征是所述步骤（4）中，剥离设备压力运行范围300~2000Bar。
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