一種石墨烯的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種石墨烯的制備方法，包括以下步驟：（1）取石墨與離子液體按質(zhì)量比為1:0.5~5進(jìn)行混合，超聲分散10~48小時(shí)，得到插層化合物為離子液體的插層石墨；所述離子液體為咪唑類(lèi)離子液體或吡咯烷類(lèi)離子液體；（2）將插層石墨置于惰性氣體保護(hù)的反應(yīng)器內(nèi)，升溫至700~900℃，保持0.5~1小時(shí)，然后在惰性氣體保護(hù)下降溫至室溫，收集固體產(chǎn)物，所述固體產(chǎn)物即為石墨烯。本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)易可行，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)，制得的石墨烯產(chǎn)量高，層數(shù)少，機(jī)械性能好，導(dǎo)電性強(qiáng)，與常見(jiàn)的氧化還原法制備的石墨烯相比具有缺陷少，晶體結(jié)構(gòu)完整等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種石墨烯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新材料合成領(lǐng)域，特別是涉及一種石墨烯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是2004年英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的安德烈.Κ.海姆(Andre K.Geim)等發(fā)現(xiàn)的一種二維碳原子晶體。由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)使其成為碳材料、納米技術(shù)、凝聚態(tài)物理和功能材料等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，吸引了諸多科技工作者。單層石墨烯擁有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能和低的熱膨脹系數(shù)，并且其理論比表面積高達(dá)2630m2/g (A Peigney, Ch Laurent, etal.Carbon, 2001, 39，507)，可用于效應(yīng)晶體管、電極材料、復(fù)合材料、液晶顯示材料、傳感器等。目前制備石墨烯的方法主要有機(jī)械剝離法、外延生長(zhǎng)法、氧化還原法和化學(xué)氣相沉積法等。這些方法目前都存在一些不足的地方，如利用機(jī)械剝離法和外延生長(zhǎng)法制備石墨烯的產(chǎn)量較低，且厚度不均勻；氧化還原法主要分為氧化熱還原和氧化化學(xué)還原，利用氧化熱還原法制備石墨烯往往要求較高的溫度，耗能比較大，而化學(xué)還原法制備石墨烯往往采用肼等化學(xué)試劑，這些試劑具有一定毒性，對(duì)人體和環(huán)境帶來(lái)危害；用化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求較高。近來(lái)，有報(bào)道用液相法制備石墨烯，該方法綠色環(huán)保，對(duì)設(shè)備要求低，耗時(shí)短，是一種較為優(yōu)異的制備石墨烯方法。然而，目前采用該方法主要采用一些溶劑(如甲基吡咯烷酮)作為液相，所制備的石墨烯的層數(shù)較高，且產(chǎn)率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種石墨烯的制備方法，通過(guò)該方法能夠制得產(chǎn)量高、層數(shù)少、性能良好的石墨烯。
[0004]本發(fā)明提供的石墨烯的制備方法，包括以下步驟:
[0005](1)取石墨與離子液體按質(zhì)量比為1:0.5飛進(jìn)行混合，超聲分散10-48小時(shí)，得到插層化合物為所述離子液體的插層石墨；
[0006]所述離子液體為如式(1)所示的咪唑類(lèi)離子液體或如式(2)所示的吡咯烷類(lèi)離子液體；
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種石墨烯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)取石墨與離子液體按質(zhì)量比為1:0.5飛進(jìn)行混合，超聲分散10-48小時(shí)，得到插層化合物為所述離子液體的插層石墨； 所述離子液體為如式(I)所示的咪唑類(lèi)離子液體或如式(2)所示的吡咯烷類(lèi)離子液體；

2.如權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述離子液體為1- 丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽或1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽。
3.如權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述超聲分散的超聲機(jī)功率為1000w。
4.如權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所得石墨烯的片層層數(shù)為5層。
5.如權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述惰性氣體為氮?dú)?、氦氣和IS氣中的一種或幾種。
6.如權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述惰性氣體的流量為 30(T400mL/min。
【文檔編號(hào)】C01B31/04GK103663428SQ201210358022
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月24日
【發(fā)明者】周明杰, 王要兵, 鐘輝, 袁新生 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司