專利名稱：一種便捷、高效提高氧化石墨層間距的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機碳材料改性技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種能夠大幅度提高氧化石墨層間距的方法。
背景技術(shù)：
石墨烯是一種新型的二維納米材料，被認為是富勒烯、碳納米管、石墨的基本結(jié)構(gòu)單元，因其力學、量子和電學性質(zhì)特殊，因此已經(jīng)成為材料科學和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域最為活躍的研究課題之一。目前石墨烯的制備方法主要有微機械分離法、外延生長法、化學氣相沉積法和化學還原法，其中化學還原法中最常用的方法是氧化還原法。這些方法均是以氧化石墨作為原料，利用不同的制劑或手段使其層間距加大，進而使氧化石墨的表面剝離而形成石墨烯納米片。在這些方法中，微機械分離法和化學氣相沉積法的成本高、產(chǎn)率低；外延生長法所獲得的石墨烯納米片厚度不均勻；雖然氧化還原法的成本低，制得的石墨烯納米片具有很好的可加工性和功能性，適合于石墨烯規(guī)?；a(chǎn)，但缺點是制得的石墨烯納米片層數(shù)較多，所以質(zhì)量不如前三種方法，因此如何提高氧化石墨的層間距，有助于獲得單片層比例較高的石墨烯納米片，并顯著提高所制備的石墨烯納米片的品質(zhì)已成為本技術(shù)領(lǐng)域急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種操作過程簡便、成本低廉，產(chǎn)品的質(zhì)量好，同時能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的便捷、高效提高氧化石墨層間距的方法。為了達到上述目的，本發(fā)明提供的便捷、高效提高氧化石墨層間距的方法是將氧化石墨置于6tlCo的輻照源室內(nèi)，然后在輻照劑量率為O. 6X 103Gy/h 6 X 103Gy/h，輻照劑量為IX IO5Gy 2X IO6Gy的條件下對其進行Y射線輻照，輻照時間為16 3000小時，使氧化石墨的表面剝離而形成石墨烯納米片。所述的輻照處理溫度為0_80°C。本發(fā)明提供的便捷、高效提高氧化石墨層間距的方法是利用Y射線粒子能量高、 穿透力強的特點，使空氣中的氧氣與氧化石墨的片層發(fā)生反應(yīng)，從而大大提高了氧化石墨的層間距，顯著降低了石墨烯納米片的平均層數(shù)，并且所獲得的石墨烯納米片比表面增加， 同時顯著提高了超聲處理后石墨烯納米片中單片層的比例，因此可獲得高品質(zhì)功能化石墨烯材料。另外，本發(fā)明方法還具有操作過程簡單、成本低廉，綠色環(huán)保等優(yōu)點，并可實現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)。


圖I為輻照前的氧化石墨和輻照后的石墨烯納米片XRD譜圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的便捷、高效提高氧化石墨層間距的方法進行詳細說明。實施例I :將10克氧化石墨粉末放入玻璃瓶中，然后將玻璃瓶置于6tlCo的Y射線輻照室中， 在輻照劑量率為6. OX 103Gy/h，輻照劑量為2X IO5Gy的條件下對其進行、射線輻照，輻照時間為33小時，輻照處理溫度為室溫，使氧化石墨的表面剝離而形成石墨烯納米片。將上述得到的石墨烯納米片進行X射線衍射(XRD)分析，并以輻照前的氧化石墨作為對比，結(jié)果如圖I所示。由圖I可見，氧化石墨層間距由原來的O. 93nm大幅度增加到石墨烯納米片的
2.09nmo實施例2:將100克的氧化石墨粉末放入玻璃瓶中，然后將玻璃瓶置于6tlCo的Y射線輻照室中，在輻照劑量率為4. OX 103Gy/h，輻照劑量為3X IO5Gy的條件下對其進行、射線輻照，輻照時間為75小時，輻照處理溫度為50°C，使氧化石墨的表面剝離而形成石墨烯納米片。將上述得到的石墨烯納米片進行X射線衍射(XRD)分析，并以輻照前的氧化石墨作為對比，結(jié)果表明氧化石墨層間距由原來的O. 93nm大幅度增加到石墨烯納米片的I. 98nm。實施例3 將20克的氧化石墨粉末放入玻璃瓶中，然后將玻璃瓶置于6tlCo的Y射線輻照室中，在輻照劑量率為2. O X IO3Gy/h，輻照劑量為5X IO5Gy的條件下對其進行Y射線輻照， 輻照時間為250小時，輻照處理溫度為40°C，使氧化石墨的表面剝離而形成石墨烯納米片。 將上述得到的石墨烯納米片進行X射線衍射(XRD)分析，并以輻照前的氧化石墨作為對比， 結(jié)果表明氧化石墨層間距由原來的O. 93nm大幅度增加到石墨烯納米片的2. 02nm。
權(quán)利要求
1.一種便捷、聞效提聞氧化石墨層間距的方法，其特征在于所述的便捷、聞效提高氧化石墨層間距的方法是將氧化石墨置于6tlCo的輻照源室內(nèi)，然后在輻照劑量率為 O. 6 X IO3GyA 6 X IO3Gy/h，輻照劑量為I X IO5Gy 2 X IO6Gy的條件下對其進行Y射線輻照，輻照時間為16 3000小時，使氧化石墨的表面剝離而形成石墨烯納米片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便捷、高效提高氧化石墨層間距的方法，其特征在于所述的輻照處理溫度為0-80°C。
全文摘要
一種便捷、高效提高氧化石墨層間距的方法。其是將氧化石墨置于60Co的輻照源室內(nèi)，然后在輻照劑量率為0.6×103Gy/h～6×103Gy/h，輻照劑量為1×105Gy～2×106Gy的條件下對其進行γ射線輻照，輻照時間為16～3000小時，使氧化石墨的表面剝離而形成石墨烯納米片。本發(fā)明方法是利用γ射線粒子能量高、穿透力強的特點，使空氣中的氧氣與氧化石墨的片層發(fā)生反應(yīng)，從而大大提高了氧化石墨的層間距，顯著降低了石墨烯納米片的平均層數(shù)，并且所獲得的石墨烯納米片比表面增加，同時顯著提高了超聲處理后石墨烯納米片中單片層的比例，因此可獲得高品質(zhì)功能化石墨烯材料。另外，本發(fā)明方法還具有操作過程簡單、成本低廉，綠色環(huán)保等優(yōu)點，并可實現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)。
文檔編號C01B31/04GK102602921SQ20121009680
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者張瑤瑤, 徐志偉, 王春紅, 郭啟微, 錢曉明, 陳光偉, 陳磊 申請人:天津工業(yè)大學