CN113816365A - 一种石墨烯膜制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯膜制备方法，具体包括下列步骤：1)将氧化石墨烯和石墨烯的混合物加入去离子水中，采用超声分散，得到石墨烯溶液；2)使用碱性溶液对石墨烯溶液进行pH调节，向石墨烯溶液中加入二茂铁，热搅拌均匀，经酸性混合物对热搅拌均匀的混合物进行洗涤，洗涤之后置于容器中负压抽滤即可获得多孔石墨烯膜；3)对多孔石墨烯膜进行激光雕刻还原、洗涤，即可得到多孔石墨烯薄膜。本发明涉及材料合成技术领域，具体提供了一种制作方法简单，且能耗小的石墨烯膜制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及材料合成技术领域，具体为一种石墨烯膜制备方法。
背景技术
石墨烯是一种仅由碳原子组成的六角形蜂巢晶格的二维纳米材料结构。自从发现以来，由于其具有卓越的力学、光学、电学、热学性能而引起广泛的关注和研究。目前，制备石墨烯采用的方法有：微机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法、溶剂剥离法和溶剂热法等。
在现有的石墨烯制备方法中，普遍存在着对设备、工艺操作等技术要求非常高，耗时长、能耗高、且不易于大批量制备的缺陷。
发明内容
针对上述情况，为弥补上述现有缺陷，本发明提供了一种制作方法简单，且能耗小的石墨烯膜制备方法。
本发明提供如下的技术方案：本发明一种石墨烯膜制备方法，具体包括下列步骤：
1)将氧化石墨烯和石墨烯的混合物加入去离子水中，采用超声分散，得到石墨烯溶液；
2)使用碱性溶液对石墨烯溶液进行pH调节，向石墨烯溶液中加入二茂铁，热搅拌均匀，经酸性混合物对热搅拌均匀的混合物进行洗涤，洗涤之后置于容器中负压抽滤即可获得多孔石墨烯膜；
3)对多孔石墨烯膜进行激光雕刻还原、洗涤，即可得到多孔石墨烯薄膜。
进一步地，所述氧化石墨烯和石墨烯的重量比为1:3。
进一步地，所述超声分散的时间为0.5-5h。
进一步地，所述氧化石墨烯和石墨烯的混合物与二茂铁的重量比为(20-30)：1。
进一步地，所述pH调节至8-10。
进一步地，所述热搅拌温度为150-200℃，热搅拌时间为5-10h。
进一步地，所述酸性混合物为质量浓度为10％-30％的盐酸和硫酸的混合物。
采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本发明一种石墨烯膜制备方法，整体制备方法简单，耗时短、能耗低，且通过氧化石墨烯的添加，提高了氧化石墨烯和石墨烯的混合物溶于水中的效率和速率；同时，通过二茂铁的添加，实现了多孔石墨烯膜的制备。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种石墨烯膜制备方法，具体包括下列步骤：
1)将重量比为1:3的氧化石墨烯和石墨烯的混合物加入去离子水中，采用超声分散0.5h，得到石墨烯溶液；
2)使用碱性溶液对石墨烯溶液进行pH调节，pH调节至8，向石墨烯溶液中加入二茂铁，氧化石墨烯和石墨烯的混合物与二茂铁的添加重量比为20：1，150℃条件下热搅拌5h，采用质量浓度为10％-30％的盐酸和硫酸的混合物对热搅拌均匀的混合物进行洗涤，洗涤之后置于容器中负压抽滤即可获得多孔石墨烯膜；
3)对多孔石墨烯膜进行激光雕刻还原、洗涤，即可得到多孔石墨烯薄膜。
实施例2
一种石墨烯膜制备方法，具体包括下列步骤：
1)将重量比为1:3的氧化石墨烯和石墨烯的混合物加入去离子水中，采用超声分散3h，得到石墨烯溶液；
2)使用碱性溶液对石墨烯溶液进行pH调节，pH调节至9，向石墨烯溶液中加入二茂铁，氧化石墨烯和石墨烯的混合物与二茂铁的添加重量比为25：1，170℃条件下热搅拌7.5h，采用质量浓度为10％-30％的盐酸和硫酸的混合物对热搅拌均匀的混合物进行洗涤，洗涤之后置于容器中负压抽滤即可获得多孔石墨烯膜；
3)对多孔石墨烯膜进行激光雕刻还原、洗涤，即可得到多孔石墨烯薄膜。
实施例3
一种石墨烯膜制备方法，具体包括下列步骤：
1)将重量比为1:3的氧化石墨烯和石墨烯的混合物加入去离子水中，采用超声分散5h，得到石墨烯溶液；
2)使用碱性溶液对石墨烯溶液进行pH调节，pH调节至10，向石墨烯溶液中加入二茂铁，氧化石墨烯和石墨烯的混合物与二茂铁的添加重量比为30：1，170℃条件下热搅拌10h，采用质量浓度为10％-30％的盐酸和硫酸的混合物对热搅拌均匀的混合物进行洗涤，洗涤之后置于容器中负压抽滤即可获得多孔石墨烯膜；
3)对多孔石墨烯膜进行激光雕刻还原、洗涤，即可得到多孔石墨烯薄膜。
要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物料或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物料或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种石墨烯膜制备方法，其特征在于，具体包括下列步骤：
1)将氧化石墨烯和石墨烯的混合物加入去离子水中，采用超声分散，得到石墨烯溶液；
2)使用碱性溶液对石墨烯溶液进行pH调节，向石墨烯溶液中加入二茂铁，热搅拌均匀，经酸性混合物对热搅拌均匀的混合物进行洗涤，洗涤之后置于容器中负压抽滤即可获得多孔石墨烯膜；
3)对多孔石墨烯膜进行激光雕刻还原、洗涤，即可得到多孔石墨烯薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯膜制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯和石墨烯的重量比为1:3。
3.根据权利要求2所述的一种石墨烯膜制备方法，其特征在于，所述超声分散的时间为0.5-5h。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯膜制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯和石墨烯的混合物与二茂铁的重量比为(20-30)：1。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯膜制备方法，其特征在于，所述pH调节至8-10。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯膜制备方法，其特征在于，所述热搅拌温度为150-200℃，热搅拌时间为5-10h。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯膜制备方法，其特征在于，所述酸性混合物为质量浓度为10％-30％的盐酸和硫酸的混合物。
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