一種鱗片狀石墨烯的制備方法和使用該方法制備的鱗片狀石墨烯器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鱗片狀石墨烯的制備方法和使用該方法制備的鱗片狀石墨烯器件。其特征在于，本發(fā)明以鱗片石墨為原料，通過膨脹壓延獲得膨脹石墨薄片，然后貼合到金屬薄片上，在電解質(zhì)溶液中該復(fù)合片作為工作電極通電制得價數(shù)較低、得率較高的石墨層間化合物，最后剝離所述的石墨層間化合物制得帶有基體金屬或非金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體的鱗片狀石墨烯器件。該方法制得的石墨烯其中至少有一邊緊貼合在一種基體金屬或非金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體上呈鱗片狀，該器件具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和巨大的比表面積。該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:原料來源廣泛、成本低廉、制備方法簡捷環(huán)保；該方法直接獲得應(yīng)用范圍廣泛的石墨烯器件，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用和生產(chǎn)。
【專利說明】一種鱗片狀石墨烯的制備方法和使用該方法制備的鱗片狀石墨烯器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石墨烯【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，本發(fā)明涉及一種鱗片狀石墨烯的制備方法和使用該方法制備的鱗片狀石墨烯器件。

【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯(Graphene)是繼富勒烯、碳納米管之后一種新近為人類所認(rèn)識的碳元素的同素異形體。石墨烯是一種碳原子以SP2雜化軌道成鍵，以六元環(huán)結(jié)構(gòu)形成的單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的碳材料。石墨烯的這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)給它帶來了一系列新穎、特殊的性質(zhì)，比如無色透明(吸收光強(qiáng)度僅為2.3% )、導(dǎo)電率高(單層石墨烯導(dǎo)電率與銅相近)、力學(xué)性能優(yōu)異(抗拉強(qiáng)度可達(dá)50?200GPa，彈性模量可達(dá)lTPa，單層石墨烯的抗拉強(qiáng)度是同等厚度鋼片的100倍)。以上特性使得石墨烯在觸摸屏、太陽能電池、航空航天材料等諸多新能源、新材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是，石墨烯直接用于生產(chǎn)實(shí)踐中還存在許多局限，因此石墨烯器件的制備及其應(yīng)用研究已成為近年來科學(xué)研究中的熱點(diǎn)。石墨烯的制備方法歸納起來，主要有微機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、還原氧化石墨法等。其中，微機(jī)械剝離法是最早成功制備出石墨烯的方法。該方法是利用膠帶的反復(fù)撕揭把石墨烯片從高定向熱解石墨中分離出來(K.S.Novoselov, et al.Science, 306,666 (2004)),雖然采用該方法可以制備出高品質(zhì)的石墨烯，但該方法原料昂貴，制備過程耗時嚴(yán)重，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)?；瘜W(xué)氣相沉積法是在高溫碳?xì)浠衔?如甲烷)氣氛下，使碳?xì)浠衔镏械奶汲练e到過渡金屬基板上從而制得石墨烯(Jessica Campos-Delgado, et al.NanoLetters, 8,9 (2008))。該方法可以制得尺寸較大的石墨烯材料，但是，制造成本過高且所得的石墨烯產(chǎn)品層數(shù)難以控制，進(jìn)而限制了產(chǎn)品的應(yīng)用。還原氧化石墨法是目前大量制備石墨烯的主要方法。該方法先將石墨氧化，然后通過剝離得到氧化石墨烯，最后將得到的氧化石墨烯通過還原得到石墨烯。該法雖然能大量制備石墨烯(Vincent C., et al.NatNanotech, 4，25 (2008))，但是，由于該法涉及氧化、還原過程，最終所得石墨烯仍會含有部分氧化基團(tuán)，這些氧化基團(tuán)破壞了石墨烯的SP2結(jié)構(gòu)，會對石墨烯的性能，特別是導(dǎo)電性能造成嚴(yán)重影響。為解決上述制備方法存在的問題，目前國內(nèi)存在的相關(guān)專利部分舉例如下。中國專利申請?zhí)?200910084879.1，專利名稱:石墨烯的制備方法。該發(fā)明方法是通過碳納米管和氧化劑在離子液體中反應(yīng)而制得石墨烯。該方法步驟簡單，易于操作，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。中國專利申請?zhí)?200880112966.7，專利名稱:一種二維單層石墨烯的制備方法。該發(fā)明先制備單層石墨烯用的催化劑，之后在惰性氣體環(huán)境下向裝有催化劑的容器中通入碳源高溫裂解制得二維單層石墨烯。綜上所述，目前制備石墨烯的技術(shù)還不能滿足制備方法簡單、成本低廉、產(chǎn)品性能穩(wěn)定可控等工業(yè)化基本要求，尤其不能直接制得石墨烯器件，得率較低，獲得的大都是含有石墨烯的混合體系，難于分離，純度不高，即使獲得石墨烯材料，也難于制得更實(shí)用的石墨烯器件，這就極大的限制了石墨烯在更大范圍、更廣闊領(lǐng)域的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鱗片狀石墨烯的制備方法和使用該方法制備的鱗片狀石墨烯器件。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:以柔性膨脹鱗片石墨為原料，通過壓延制成膨脹石墨薄片，再與金屬導(dǎo)體、非金屬導(dǎo)體或者半導(dǎo)體通過復(fù)合制得膨脹石墨的復(fù)合材料薄片，然后將制得的膨脹石墨的復(fù)合材料薄片在電解液中通電制得石墨片層間生成有化合物的鱗片狀膨脹石墨的復(fù)合材料薄片，最后用微波、超聲、高溫或者電解處理鱗片狀膨脹石墨的復(fù)合材料薄片從而實(shí)現(xiàn)鱗片狀膨脹石墨片層剝離制得鱗片狀石墨稀以及對應(yīng)的鱗片狀石墨稀器件。
所述的石墨的選擇并無特殊限制，可包括天然石墨、人造石墨，具體來說，包括天然鱗片石墨、高定向熱解石墨或特殊球形石墨等。因此可達(dá)到原料來源廣泛、成本低廉的目的。更進(jìn)一步的:(I)所述的壓延是將柔性膨脹石墨通過多次輥壓逐步獲得膨脹石墨薄片；
(2)所述的復(fù)合是在膨脹石墨薄片表面通過導(dǎo)電粘合劑粘合、電沉積、化學(xué)沉積、真空噴涂或者熱壓從而制得金屬導(dǎo)體、非金屬導(dǎo)體或者半導(dǎo)體與膨脹石墨薄片的復(fù)合材料薄片；
(3)所述的通電制得石墨片層間生成有化合物的鱗片狀膨脹石墨，是將金屬導(dǎo)體、非金屬導(dǎo)體或者半導(dǎo)體與膨脹石墨薄片的復(fù)合材料薄片作為工作電極與選取的對電極在電解質(zhì)溶液中通電電解制得石墨層間化合物；
(4)所述用超聲處理鱗片狀膨脹石墨從而實(shí)現(xiàn)片層剝離制得鱗片狀石墨烯是指:對鱗片狀膨脹石墨進(jìn)行超聲震蕩和空化；所述用微波處理鱗片狀膨脹石墨從而實(shí)現(xiàn)片層剝離制得鱗片狀石墨烯是指:將通電制得石墨片層間生成有化合物的鱗片狀膨脹石墨的復(fù)合材料薄片干燥，將其置于微波反應(yīng)腔中，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，用微波對反應(yīng)腔進(jìn)行加熱處理，然后關(guān)閉微波冷卻制得鱗片狀石墨烯以及對應(yīng)的鱗片狀石墨烯器件；所述用電解處理鱗片狀膨脹石墨從而實(shí)現(xiàn)片層剝離制得鱗片狀石墨烯是指:以惰性電極或者通電制得的石墨層間化合物的鱗片狀膨脹石墨為對電極，以通電制得的石墨層間化合物的鱗片狀膨脹石墨為工作電極，以有機(jī)離子液體溶液或無機(jī)電解質(zhì)水溶液為電解液，直流或交流電源，在恒電壓或恒電流下，進(jìn)行陰極或陽極極化電解剝離石墨層間化合物或鱗片狀膨脹石墨，制得鱗片狀石墨烯以及對應(yīng)的鱗片狀石墨烯器件；所述用高溫處理鱗片狀膨脹石墨從而實(shí)現(xiàn)片層剝離制得鱗片狀石墨烯是指:將通電制得的石墨層間有化合物的鱗片狀膨脹石墨洗滌干燥，在保護(hù)性氣氛保護(hù)下進(jìn)行高溫300?600°C活化剝離，然后降溫、洗滌、干燥制得鱗片狀石墨烯以及對應(yīng)的鱗片狀石墨烯器件。
[0004]所述的貼合方法有:導(dǎo)電粘合劑粘合法、電沉積復(fù)合法、化學(xué)沉積復(fù)合法、噴涂法、熱壓法。
[0005]其中，所述的復(fù)合方法中的導(dǎo)電粘合劑粘合是將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一表面均勻地涂上導(dǎo)電粘合劑，然后覆蓋上金屬導(dǎo)體、非金屬導(dǎo)體或者半導(dǎo)體薄片，經(jīng)壓合形成膨脹石墨與金屬導(dǎo)體、非金屬導(dǎo)體或者半導(dǎo)體復(fù)合薄片。
[0006]其中，所述的電沉積復(fù)合法:將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一面作為陰極，待沉積的金屬或金屬合金做對陽極，在含有對應(yīng)的金屬或非金屬離子電解質(zhì)溶液中通直流電，進(jìn)行電沉積，形成膨脹石墨與基體金屬或非金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體復(fù)合薄片。
[0007]其中，所述的化學(xué)沉積復(fù)合法:將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一面浸潰在含有對應(yīng)的金屬或非金屬離子電解質(zhì)溶液中，進(jìn)行化學(xué)鍍形成膨脹石墨與基體金屬或非金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體復(fù)合薄片。
[0008]其中，所述的噴涂法包括:金屬熱噴涂、真空噴鍍、真空磁濺射鍍。
[0009]其中，所述的噴涂法涉及金屬熱噴涂法就是利用高溫金屬液由高壓惰性氣體霧化并噴射沉積到壓延獲得的石墨薄片上，金屬液剛接觸到石墨薄片時接近熔點(diǎn)的高溫和極好的流變性進(jìn)行小壓力逐層碾壓，從而獲得致密的金屬覆層，又不致破壞石墨薄片的形狀和尺寸精度，制得膨脹石墨與基體金屬導(dǎo)體復(fù)合薄片。
[0010]其中，所述的噴涂法涉及真空噴鍍就是將金屬絲或金屬和非金屬粉末在專門的噴匯室或噴槍中熔化，通過壓縮空氣或惰性氣體霧化再噴射到膨脹石墨薄片的一表面上，制得膨脹石墨與金屬或非金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體復(fù)合薄片。
[0011]其中，所述的噴涂法涉及真空噴鍍就是利用真空磁濺射鍍機(jī)，以基體金屬或非金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料為靶材料，向膨脹石墨薄片的一表面進(jìn)行真空磁濺射鍍，獲得膨脹石墨與金屬或非金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體復(fù)合薄片。
[0012]其中，所述的熱壓法:將壓延獲得的石墨薄片帖在箔狀的金屬支撐體上，形成重疊預(yù)成型體；在真空中或非氧化氣氛中對預(yù)成型體層疊體進(jìn)行加熱壓接，從而制得膨脹石墨與基體金屬導(dǎo)體的復(fù)合材料薄片。
[0013]所述的基體金屬或非金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體薄片為Pb、Au、Ag、Pt、Ca、Sn、Zn、T1、N1、Al、Cu、Cr、In、Pd、Zn、Na、L1、K、Mg、Fe、Mn 和 C、Si 的一種或多種元素組合。
[0014]所述的電解質(zhì)溶液為無機(jī)鹽水溶液、無機(jī)酸溶液、無機(jī)堿溶液、有機(jī)離子溶液。 所述的選取對電極為金屬電極包括:Pb、Au、Ag、Pt、Ca、Sn、Zn、T1、N1、Al、Cu、Cr、In、
Pd的一種或多種元素組合和石墨電極。
[0015]所述的通電制得石墨層間化合物或鱗片狀膨脹石墨為通入直流電、交流電進(jìn)行電解制得的石墨層間化合物或鱗片狀膨脹石墨。
[0016]所述的剝離石墨層間化合物的方法選自下列方法中的一種、兩種或兩種以上的組合:超聲波法、微波法、高溫法、電解法。其中，所述用超聲處理鱗片狀膨脹石墨從而實(shí)現(xiàn)片層剝離制得鱗片狀石墨烯是指:對鱗片狀膨脹石墨進(jìn)行超聲震蕩和空化，溫度為10?50°C，超聲剝離時間為5?120分鐘，功率為ImW-1OOO W。
[0017]其中，所述的微波法為將通電制得的石墨層間化合物或鱗片狀膨脹石墨干燥，將其置于微波反應(yīng)腔中；將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體；用微波加熱反應(yīng)腔至300?600°C，加熱2?180s，關(guān)閉微波，整個反應(yīng)系統(tǒng)在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至100°C，制得鱗片狀石墨烯。
[0018]其中，所述的高溫法為將通電制得的石墨層間化合物或鱗片狀膨脹石墨洗滌干燥，在保護(hù)性氣氛保護(hù)下進(jìn)行高溫300?600°C活化剝離，然后降溫、洗滌、干燥制得鱗片狀石墨烯。
[0019]其中，所述的電解法為以惰性電極為對電極、以通電制得的石墨層間化合物或鱗片狀膨脹石墨為工作電極，以有機(jī)離子液體溶液或無機(jī)電解質(zhì)水溶液為電解液，直流或交流電源，在恒電壓或恒電流下，進(jìn)行陰極或陽極極化電解剝離石墨層間化合物或鱗片狀膨脹石墨，制得鱗片狀石墨烯。
[0020]優(yōu)選的數(shù)個技術(shù)方案如下:
優(yōu)選的技術(shù)方案一:
(1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05mm，即得到膨脹石墨薄片；
(2)將乙炔黑96.85%、羧甲基纖維素鈉1.55%、丁苯橡膠1.60%，充分?jǐn)嚢杈鶆颍{(diào)成糊狀漿料；將該糊狀漿料均勻鋪覆在鋁箔上，鋪覆厚度為0.0lmm;再在鋪覆的糊狀漿料上均勻覆蓋上膨脹石墨薄片，鋪覆厚度為0.08mm，然后將鋪覆好的潮濕的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片在常溫下真空干燥I小時，制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片；
(3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，電解條件為:電壓為2.3V，時間為20分鐘；處理后得鱗片狀膨脹石墨；
(4)以上處理后的鱗片狀膨脹石墨經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時，將干燥后的樣品置于微波反應(yīng)腔中，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，用微波加熱功率為800W，反應(yīng)腔6000C，持續(xù)加熱60 S，關(guān)閉微波，整個反應(yīng)系統(tǒng)在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至100°C，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，鋁基板上面是鱗片狀石墨烯。
[0021]優(yōu)選的技術(shù)方案二:
(I)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05mm，即得到膨脹石墨薄片。
[0022](2)將乙炔黑96.85%、羧甲基纖維素鈉1.55%、丁苯橡膠1.60%，充分?jǐn)嚢杈鶆颍{(diào)成糊狀漿料；將該糊狀漿料均勻鋪覆在鋁箔上，鋪覆厚度為0.01mm;再在鋪覆的糊狀漿料上均勻覆蓋上膨脹石墨薄片，鋪覆厚度為0.08mm,然后將鋪覆好的潮濕的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片在常溫下真空干燥I小時，制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片；
(3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片;
(4)用燒杯盛10mL無水乙醇，將制得的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片淹沒于無水乙醇中，靜置I小時；然后將上述淹沒了鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片的裝有10mL無水乙醇的燒杯置于水槽中，使得水槽中水的液面與燒杯內(nèi)部的乙醇液面相平；取可以產(chǎn)生10kHz和400kHz超聲波的超聲輸出探頭，將他們的功率調(diào)整至100W，然后將超聲輸出探頭置于燒杯外壁的底部，同時使用上述兩種頻率對盛有無水乙醇和鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片超聲作用2小時；其間注意控制循環(huán)水槽中的水溫為10°C，超聲結(jié)束后，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件和鱗片狀石墨烯。
[0023]優(yōu)選的技術(shù)方案三:
(I)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05mm,即得到膨脹石墨薄片。
[0024](2)取硅鋁酸鹽高溫導(dǎo)電膠，充分?jǐn)嚢杈鶆颍{(diào)成糊狀漿料，將該糊狀漿料均勻鋪覆在鋁箔上，鋪覆厚度為0.0lmm;再在鋪覆的糊狀漿料上均勻覆蓋上膨脹石墨薄片，鋪覆厚度為0.08mm,然后將鋪覆好的潮濕的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片在常溫下真空干燥I小時，制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片；
(3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片;
(4)將制得的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片置于高溫反應(yīng)爐中，所述高溫反應(yīng)爐為真空管式爐，抽去爐內(nèi)空氣后，向高溫反應(yīng)爐內(nèi)通入保護(hù)性氣體氬氣進(jìn)行保護(hù)，升溫至600°C，持續(xù)通入保護(hù)性氣體，60(TC恒溫30min以上；然后在保護(hù)性氣體保護(hù)下降至室溫，洗滌、干燥，制得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件。
[0025]優(yōu)選的技術(shù)方案四:
(1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.025mm,即得到膨脹石墨薄片；
(2)將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一面作為陰極，取一塊面積大于陰極的純鉛板做對陽極，在含有醋酸鉛電解質(zhì)溶液中通直流電，進(jìn)行恒電流25mA/cm2電沉積5小時，形成膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片；
(3)將膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陰極，恒電壓2.3V條件電解20分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨陽極和陰極經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時；將干燥后的樣品再進(jìn)行上述通電處理5分鐘，獲得帶有鉛基板的鱗片狀石墨烯器件鱗片狀石墨烯。
[0026]優(yōu)選的技術(shù)方案五:
(1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.015mm即得到膨脹石墨薄片；
(2)將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一面浸潰在化學(xué)鍍鉛溶液中，恒溫50°C反應(yīng)5小時，形成膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片；
(3)將膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陰極，恒電壓2.1V條件電解20分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨陽極和陰極經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時；將干燥后的樣品再進(jìn)行上述通電處理2分鐘，獲得帶有鉛基板的鱗片狀石墨烯和鱗片狀石墨烯器件。
[0027]優(yōu)選的技術(shù)方案六:
(1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.025mm,即得到膨脹石墨薄片；
(2)對壓延后制得的膨脹石墨片進(jìn)行電弧噴涂鋁層，噴涂用的壓縮空氣應(yīng)清潔、干燥，壓力不得小于0.4MPa，噴涂距離為250mm，噴槍盡可能與膨脹石墨片表面成直角，至少不得小于45°，噴槍移動速度以一次噴涂厚度達(dá)到50 μ m，各噴涂帶之間應(yīng)有1/3的寬度重疊，厚度要求盡可能均勻，各噴涂層之間的噴槍走向相互垂直，交叉覆蓋，直到金屬層厚度達(dá)到60 μ m,制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片；
(3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片；
(4)以上處理后的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時，將干燥后的樣品置于微波反應(yīng)腔中，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，用微波加熱功率為800W，反應(yīng)腔300°C，持續(xù)加熱60 S，關(guān)閉微波，整個反應(yīng)系統(tǒng)在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至100°C，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件和鱗片狀石墨稀。
[0028]優(yōu)選的技術(shù)方案七:
(1)取一塊厚度為0.1mm的人工合成石墨片，洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為
0.025mm,即得到石墨薄片；
(2)對壓延后制得的石墨薄片進(jìn)行電弧噴涂鋁層，噴涂用的壓縮空氣應(yīng)清潔、干燥，壓力不得小于0.4MPa，噴涂距離為250mm，噴槍盡可能與膨脹石墨片表面成直角，至少不得小于45°，噴槍移動速度以一次噴涂厚度達(dá)到50μπι，各噴涂帶之間應(yīng)有1/3的寬度重疊，厚度要求盡可能均勻，各噴涂層之間的噴槍走向相互垂直，交叉覆蓋，直到金屬層厚度達(dá)到60 μ m,制得石墨-鋁復(fù)合薄片；
(3)將石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.3V條件電解100分鐘，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片；
(4)用燒杯盛10mL無水乙醇，將制得的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片淹沒于無水乙醇中，靜置I小時；然后將上述淹沒了膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片的裝有10mL無水乙醇的燒杯置于水槽中，使得水槽中水的液面與燒杯內(nèi)部的乙醇液面相平；取可以產(chǎn)生10kHz和400kHz超聲波的超聲輸出探頭，將他們的功率調(diào)整至1000W，然后將超聲輸出探頭貼接后置于燒杯外壁的底部，同時使用上述兩種頻率對盛有無水乙醇和鱗片狀膨脹石墨體系超聲；其間注意控制循環(huán)水槽中的水溫為50°C，超聲剝離時間為5分鐘，超聲結(jié)束后，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件和鱗片狀石墨烯。
[0029]優(yōu)選的技術(shù)方案八:
(1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.025mm,即得到膨脹石墨薄片；
(2)對壓延后制得的膨脹石墨片進(jìn)行電弧噴涂鋁層，噴涂用的壓縮空氣應(yīng)清潔、干燥，壓力不得小于0.4MPa，噴涂距離為250mm，噴槍盡可能與膨脹石墨片表面成直角，至少不得小于45°，噴槍移動速度以一次噴涂厚度達(dá)到50 μ m，各噴涂帶之間應(yīng)有1/3的寬度重疊，厚度要求盡可能均勻，各噴涂層之間的噴槍走向相互垂直，交叉覆蓋，直到金屬層厚度達(dá)到60 μ m,制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片；
(3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片； (4)將制得的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片置于高溫反應(yīng)爐中，所述高溫反應(yīng)爐為真空管式爐或煅燒爐，抽去爐內(nèi)空氣后，向高溫反應(yīng)爐內(nèi)通入保護(hù)性氣體氬氣進(jìn)行保護(hù)，升溫至600°C，持續(xù)通入保護(hù)性氣體，600°C恒溫30min以上；然后在保護(hù)性氣體保護(hù)下降至室溫，洗滌、干燥，制得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件。
[0030]優(yōu)選的技術(shù)方案九:
(1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05mm,即得到膨脹石墨薄片；
(2)在壓延后制得的膨脹石墨薄片與鋁薄片接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱壓接，加熱溫度6500C，加壓5MPa使鋁薄片發(fā)生塑性變形，以貼合到膨脹石墨片上，制得膨脹石墨_鋁復(fù)合薄片；
(3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片;
(4)以上處理后的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時，將干燥后的樣品置于微波反應(yīng)腔中，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，用微波加熱功率為800W，反應(yīng)腔600°C，持續(xù)加熱60 S，關(guān)閉微波，整個反應(yīng)系統(tǒng)在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至100°C，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件和鱗片狀石墨烯器件。
[0031]優(yōu)選的技術(shù)方案十:
(1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05mm,即得到膨脹石墨薄片；
(2)在壓延后制得的膨脹石墨薄片與鋁薄片接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱壓接，加熱溫度6500C，加壓5MPa使鋁薄片發(fā)生塑性變形，以貼合到膨脹石墨片上，制得膨脹石墨_鋁復(fù)合薄片；
(3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓20.0 V條件電解I秒，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片；
(4)用燒杯盛10mL無水乙醇，將制得的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片淹沒于無水乙醇中，靜置I小時；然后將上述淹沒了膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片的裝有10mL無水乙醇的燒杯置于水槽中，使得水槽中水的液面與燒杯內(nèi)部的乙醇液面相平；取可以產(chǎn)生10kHz和400kHz超聲波的超聲輸出探頭，將他們的功率調(diào)整至100W，然后將超聲輸出探頭置于燒杯外壁的底部，同時使用上述兩種頻率對盛有無水乙醇和鱗片狀膨脹石墨體系超聲作用2小時；其間注意控制循環(huán)水槽中的水溫為40°C，超聲結(jié)束后，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件和鱗片狀石墨烯。
[0032]優(yōu)選的技術(shù)方案i^一:
(1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05mm,即得到膨脹石墨薄片；
(2)在壓延后制得的膨脹石墨薄片與鋁薄片接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱壓接，加熱溫度650°C，加壓5MPa使鋁薄片發(fā)生塑性變形，以貼合到膨脹石墨片上，制得膨脹石墨_鋁復(fù)合薄片；
(3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓I mV條件電解10小時，處理后的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片；
(4)將制得的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片置于高溫反應(yīng)爐中，所述高溫反應(yīng)爐為真空管式爐或煅燒爐，抽去爐內(nèi)空氣后，向高溫反應(yīng)爐內(nèi)通入保護(hù)性氣體氬氣進(jìn)行保護(hù)，升溫至600°C，持續(xù)通入保護(hù)性氣體，600°C恒溫30min以上；然后在保護(hù)性氣體保護(hù)下降至室溫，洗滌、干燥，制得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件和鱗片狀石墨烯。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是:(1)直接獲得鱗片狀石墨烯器件，得率高，無需分離，易于制備各類電極材料、傳熱材料、導(dǎo)電材料、傳感器材料、儲能材料、吸氫材料、催化劑和吸附材料等；
(2)原料來源廣泛、成本低廉，各種類型的石墨皆可用于制備，制備輔助材料節(jié)能環(huán)保，制造成本低廉；
(3)制備方法簡便、產(chǎn)品性能穩(wěn)定可控，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0034]【專利附圖】

【附圖說明】圖1為本發(fā)明制備石墨烯的方法工藝流程示意圖。
[0035]圖2壓延膨脹石墨工藝示意圖。其中I表示為壓輥，2表示為壓延后石墨片。
[0036]圖3膨脹石墨薄片與金屬或非金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體復(fù)合薄片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖4石墨層間化合物或鱗片狀膨脹石墨結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖5鱗片狀石墨烯器件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖6鱗片狀石墨烯器件結(jié)構(gòu)SEM圖。
[0040]【具體實(shí)施方式】以下提供本發(fā)明一種鱗片狀石墨烯的制備方法的【具體實(shí)施方式】。
[0041]實(shí)施例1粘合電解微波法制備鱗片狀石墨烯取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05_，工藝過程如圖1和圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0042]將乙炔黑(導(dǎo)電劑，粒徑:約1nm) 96.85%,CMC (羧甲基纖維素鈉)1.55%,SBR (丁苯橡膠)1.60%，充分?jǐn)嚢杈鶆?，調(diào)成糊狀漿料。將該糊狀漿料均勻鋪覆在鋁箔上，鋪覆厚度為0.01mm。再在鋪覆的糊狀漿料上均勻覆蓋上膨脹石墨薄片，鋪覆厚度為0.08mm，然后將鋪覆好的潮濕的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片在常溫下真空干燥I小時，制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片(工藝如圖1所示，膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中I表示為壓延后膨脹石墨薄片，2表示鋁復(fù)合薄片。)。將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，電解條件為:電壓為2.3V，時間為20分鐘。處理后的鱗片狀膨脹石墨，如圖4鱗片狀石墨結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表示為鱗片狀膨脹石墨；2表不為招復(fù)合薄片。
[0043]以上處理后的鱗片狀膨脹石墨經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時，將干燥后的樣品置于微波反應(yīng)腔中，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，用微波加熱功率為800W，反應(yīng)腔6000C，持續(xù)加熱60 S，關(guān)閉微波，整個反應(yīng)系統(tǒng)在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至100°C，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，該實(shí)施例獲得的石墨烯片層薄。本實(shí)施例所獲產(chǎn)物呈透明的薄紗狀，邊緣有褶皺，有明顯的石墨烯特征，該實(shí)施例制得的鱗片狀石墨烯的層數(shù)范圍主要集中在1-8層，直接獲得鱗片狀石墨烯器件，如圖5鱗片狀石墨烯器件結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表不為鱗片狀石墨??；2表不為金屬薄片。如圖6鱗片狀石墨稀器件SEM表征圖所不。
[0044]實(shí)施例2噴涂電解微波法制備鱗片狀石墨烯
取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.025mm，工藝過程如圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0045]對壓延后制得的膨脹石墨片進(jìn)行電弧噴涂鋁層，噴涂用的壓縮空氣應(yīng)清潔、干燥，壓力不得小于0.4MPa，噴涂距離為250mm，噴槍盡可能與膨脹石墨片表面成直角，至少不得小于45°，噴槍移動速度以一次噴涂厚度達(dá)到50 μ m，各噴涂帶之間應(yīng)有1/3的寬度重疊，厚度要求盡可能均勻，各噴涂層之間的噴槍走向相互垂直，交叉覆蓋，直到金屬層厚度達(dá)到60 μ m,制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片，。
[0046]將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨，如圖4鱗片狀石墨結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表示為鱗片狀膨脹石墨；2表示為鋁復(fù)合薄片。
[0047]以上處理后的鱗片狀膨脹石墨經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時，將干燥后的樣品置于微波反應(yīng)腔中，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，用微波加熱功率為800W，反應(yīng)腔3000C，持續(xù)加熱60 S，關(guān)閉微波，整個反應(yīng)系統(tǒng)在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至100°C，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，該實(shí)施例獲得的石墨烯片層薄。本實(shí)施例所獲產(chǎn)物呈透明的薄紗狀，邊緣有褶皺，有明顯的石墨烯特征，該實(shí)施例制得的鱗片狀石墨烯的層數(shù)范圍主要集中在1-8層，直接獲得鱗片狀石墨烯器件。
[0048]實(shí)施例3熱壓電解微波法制備鱗片狀石墨烯
取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05_，工藝過程如圖1和圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0049]在壓延后制得的膨脹石墨薄片與鋁薄片接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱壓接，加熱溫度6500C，加壓5MPa使鋁薄片發(fā)生塑性變形，以貼合到膨脹石墨片上，制得膨脹石墨_鋁復(fù)合薄片。
[0050]將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨，如圖4鱗片狀石墨結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表示為鱗片狀膨脹石墨；2表示為鋁復(fù)合薄片。
[0051]以上處理后的鱗片狀膨脹石墨經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時，將干燥后的樣品置于微波反應(yīng)腔中，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，用微波加熱功率為800W，反應(yīng)腔6000C，持續(xù)加熱60 S，關(guān)閉微波，整個反應(yīng)系統(tǒng)在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至100°C，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，該實(shí)施例獲得的石墨烯片層薄。本實(shí)施例所獲產(chǎn)物呈透明的薄紗狀，邊緣有褶皺，有明顯的石墨烯特征，該實(shí)施例制得的鱗片狀石墨烯的層數(shù)范圍主要集中在1-8層，直接獲得鱗片狀石墨烯器件。
[0052]實(shí)施例4粘合電解超聲波法制備鱗片狀石墨烯
取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05_，工藝過程如圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0053]將乙炔黑(導(dǎo)電劑，粒徑:約1nm) 96.85%,CMC (羧甲基纖維素鈉)1.55%,SBR (丁苯橡膠)1.60%，充分?jǐn)嚢杈鶆?，調(diào)成糊狀漿料。將該糊狀漿料均勻鋪覆在鋁箔上，鋪覆厚度為0.01mm。再在鋪覆的糊狀漿料上均勻覆蓋上膨脹石墨薄片，鋪覆厚度為0.08mm，然后將鋪覆好的潮濕的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片在常溫下真空干燥I小時，制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片(工藝如圖3所示，其中I表示為壓延后膨脹石墨薄片，2表示鋁復(fù)合薄片。)。
[0054]將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨，如圖4鱗片狀石墨結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表示為鱗片狀膨脹石墨；2表示為鋁復(fù)合薄片。
[0055]用燒杯盛10mL無水乙醇，將制得的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片淹沒于無水乙醇中，靜置I小時。然后將上述淹沒了鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片的裝有10mL無水乙醇的燒杯置于水槽中，使得水槽中水的液面與燒杯內(nèi)部的乙醇液面相平。取可以產(chǎn)生10kHz和400kHz超聲波的超聲輸出探頭，將他們的功率調(diào)整至100W，然后將超聲輸出探頭置于燒杯外壁的底部，同時使用上述兩種頻率對盛有無水乙醇和鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片超聲作用2小時。其間注意控制循環(huán)水槽中的水溫為10°C，超聲結(jié)束后，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，該實(shí)施例獲得的石墨烯片層薄，邊緣有褶皺，有明顯的石墨烯特征，該實(shí)施例制得的鱗片狀石墨烯的層數(shù)平均為3?5層，直接獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件。
[0056]實(shí)施例5噴涂電解超聲波法制備鱗片狀石墨烯
取一塊厚度為0.1mm的人工合成石墨片，洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.025mm,工藝過程如圖1和圖2所示，即得到石墨薄片。
[0057]對壓延后制得的石墨薄片進(jìn)行電弧噴涂鋁層，噴涂用的壓縮空氣應(yīng)清潔、干燥，壓力不得小于0.4MPa，噴涂距離為250mm，噴槍盡可能與膨脹石墨片表面成直角，至少不得小于45°，噴槍移動速度以一次噴涂厚度達(dá)到50μπι，各噴涂帶之間應(yīng)有1/3的寬度重疊，厚度要求盡可能均勻，各噴涂層之間的噴槍走向相互垂直，交叉覆蓋，直到金屬層厚度達(dá)到60 μ m,制得石墨-鋁復(fù)合薄片。
[0058]將石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.3V條件電解100分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨，如圖4鱗片狀石墨結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表示為鱗片狀膨脹石墨；2表示為鋁復(fù)合薄片。
[0059]用燒杯盛10mL無水乙醇，將制得的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片淹沒于無水乙醇中，靜置I小時。然后將上述淹沒了膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片的裝有10mL無水乙醇的燒杯置于水槽中，使得水槽中水的液面與燒杯內(nèi)部的乙醇液面相平。取可以產(chǎn)生10kHz和400kHz超聲波的超聲輸出探頭，將他們的功率調(diào)整至1000W，然后將超聲輸出探頭貼接后置于燒杯外壁的底部，同時使用上述兩種頻率對盛有無水乙醇和鱗片狀膨脹石墨體系超聲。其間注意控制循環(huán)水槽中的水溫為50°C，超聲剝離時間為5分鐘，超聲結(jié)束后，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，該實(shí)施例獲得的石墨烯片層薄，邊緣有褶皺，有明顯的石墨烯特征，該實(shí)施例制得的鱗片狀石墨烯的層數(shù)平均為3?5層，直接獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件。
[0060]實(shí)施例6熱壓電解超聲波法制備鱗片狀石墨烯取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05_，工藝過程如圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0061]在壓延后制得的膨脹石墨薄片與鋁薄片接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱壓接，加熱溫度6500C，加壓5MPa使鋁薄片發(fā)生塑性變形，以貼合到膨脹石墨片上，制得膨脹石墨_鋁復(fù)合薄片。
[0062]將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓20.0 V條件電解I秒，處理后的鱗片狀膨脹石墨，如圖4鱗片狀石墨結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表示為鱗片狀膨脹石墨；2表示為鋁復(fù)合薄片。
[0063]用燒杯盛10mL無水乙醇，將制得的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片淹沒于無水乙醇中，靜置I小時。然后將上述淹沒了膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片的裝有10mL無水乙醇的燒杯置于水槽中，使得水槽中水的液面與燒杯內(nèi)部的乙醇液面相平。取可以產(chǎn)生10kHz和400kHz超聲波的超聲輸出探頭，將他們的功率調(diào)整至100W，然后將超聲輸出探頭置于燒杯外壁的底部，同時使用上述兩種頻率對盛有無水乙醇和鱗片狀膨脹石墨體系超聲作用2小時。其間注意控制循環(huán)水槽中的水溫為40°C，超聲結(jié)束后，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，該實(shí)施例獲得的石墨烯片層薄，邊緣有褶皺，有明顯的石墨烯特征，該實(shí)施例制得的鱗片狀石墨烯的層數(shù)平均為3?5層，直接獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件。
[0064]實(shí)施例7粘合電解高溫法制備鱗片狀石墨烯
取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05_，工藝過程如圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0065]取硅鋁酸鹽高溫導(dǎo)電膠，充分?jǐn)嚢杈鶆?，調(diào)成糊狀漿料，將該糊狀漿料均勻鋪覆在鋁箔上，鋪覆厚度為0.01mm。再在鋪覆的糊狀漿料上均勻覆蓋上膨脹石墨薄片，鋪覆厚度為
0.08_，然后將鋪覆好的潮濕的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片在常溫下真空干燥I小時，制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片(工藝如圖1和膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片如圖3所示，其中I表示為壓延后膨脹石墨薄片，2表示鋁復(fù)合薄片。)。
[0066]將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨，如圖4鱗片狀石墨結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表示為鱗片狀膨脹石墨；2表示為鋁復(fù)合薄片。
[0067]將制得的鱗片狀膨脹石墨置于高溫反應(yīng)爐中，所述高溫反應(yīng)爐為真空管式爐，抽去爐內(nèi)空氣后，向高溫反應(yīng)爐內(nèi)通入保護(hù)性氣體氬氣進(jìn)行保護(hù)，升溫至600°C，持續(xù)通入保護(hù)性氣體，600°C恒溫30min以上；然后在保護(hù)性氣體保護(hù)下降至室溫，洗滌、干燥，制得帶有招基板的鱗片狀石墨稀器件。
[0068]實(shí)施例8噴涂電解高溫法制備鱗片狀石墨烯
取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.025mm，工藝過程如圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0069]對壓延后制得的膨脹石墨片進(jìn)行電弧噴涂鋁層，噴涂用的壓縮空氣應(yīng)清潔、干燥，壓力不得小于0.4MPa，噴涂距離為250mm，噴槍盡可能與膨脹石墨片表面成直角，至少不得小于45°，噴槍移動速度以一次噴涂厚度達(dá)到50 μ m，各噴涂帶之間應(yīng)有1/3的寬度重疊，厚度要求盡可能均勻，各噴涂層之間的噴槍走向相互垂直，交叉覆蓋，直到金屬層厚度達(dá)到60 μ m,制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片。
[0070]將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨，如圖4鱗片狀石墨結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表示為鱗片狀膨脹石墨；2表示為鋁復(fù)合薄片。
[0071]將制得的鱗片狀膨脹石墨置于高溫反應(yīng)爐中，所述高溫反應(yīng)爐為真空管式爐或煅燒爐，抽去爐內(nèi)空氣后，向高溫反應(yīng)爐內(nèi)通入保護(hù)性氣體氬氣進(jìn)行保護(hù)，升溫至600°C，持續(xù)通入保護(hù)性氣體，600°C恒溫30min以上；然后在保護(hù)性氣體保護(hù)下降至室溫，洗滌、干燥，制得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件。
[0072]實(shí)施例9熱壓電解高溫法制備鱗片狀石墨烯
取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05_，工藝過程如圖1和圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0073]在壓延后制得的膨脹石墨薄片與鋁薄片接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱壓接，加熱溫度6500C，加壓5MPa使鋁薄片發(fā)生塑性變形，以貼合到膨脹石墨片上，制得膨脹石墨_鋁復(fù)合薄片。
[0074]將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓I mV條件電解10小時，處理后的鱗片狀膨脹石墨，如圖4鱗片狀石墨結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表示為鱗片狀膨脹石墨；2表示為鋁復(fù)合薄片。
[0075]將制得的鱗片狀膨脹石墨置于高溫反應(yīng)爐中，所述高溫反應(yīng)爐為真空管式爐或煅燒爐，抽去爐內(nèi)空氣后，向高溫反應(yīng)爐內(nèi)通入保護(hù)性氣體氬氣進(jìn)行保護(hù)，升溫至600°C，持續(xù)通入保護(hù)性氣體，600°C恒溫30min以上；然后在保護(hù)性氣體保護(hù)下降至室溫，洗滌、干燥，制得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件。
[0076]實(shí)施例10電沉積電解法制備鱗片狀石墨烯
取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.025mm，工藝過程如圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0077]將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一面作為陰極，取一塊面積大于陰極的純鉛板做對陽極，在含有醋酸鉛電解質(zhì)溶液中通直流電，進(jìn)行恒電流25mA/cm2電沉積5小時，形成膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片。
[0078]將膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陰極，恒電壓2.3V條件電解20分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨陽極和陰極經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時。將干燥后的樣品再進(jìn)行上述通電處理5分鐘，獲得帶有鉛基板的鱗片狀石墨烯器件，該實(shí)施例獲得的石墨烯片層薄。本實(shí)施例所獲產(chǎn)物呈透明的薄紗狀，邊緣有褶皺，有明顯的石墨烯特征，該實(shí)施例制得的鱗片狀石墨烯的層數(shù)范圍主要集中在1-8層，直接獲得鱗片狀石墨烯器件，如圖5鱗片狀石墨烯器件結(jié)構(gòu)示意圖，其中I表示為鱗片狀石墨烯；2表示為鉛金屬薄片。
[0079]實(shí)施例11化學(xué)沉積電解法制備鱗片狀石墨烯取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.015_，工藝過程如圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0080]將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一面浸潰在化學(xué)鍍鉛溶液中，恒溫50°C反應(yīng)5小時，形成膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片。
[0081]將膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陰極，恒電壓2.1V條件電解20分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨陽極和陰極經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時。將干燥后的樣品再進(jìn)行上述通電處理2分鐘，獲得帶有鉛基板的鱗片狀石墨烯器件，該實(shí)施例獲得的石墨烯片層薄。本實(shí)施例所獲產(chǎn)物呈透明的薄紗狀，邊緣有褶皺，有明顯的石墨烯特征，該實(shí)施例制得的鱗片狀石墨烯的層數(shù)范圍主要集中在1-8層，直接獲得鱗片狀石墨烯器件，如圖5鱗片狀石墨烯器件結(jié)構(gòu)示意圖，其中I表示為鱗片狀石墨烯；2表示為鉛金屬薄片。
[0082]實(shí)施例12粘合電解超聲波法制備鱗片狀石墨烯
取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05_，工藝過程如圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0083]將乙炔黑(導(dǎo)電劑，粒徑:約1nm) 96.85%,CMC (羧甲基纖維素鈉)1.55%,SBR (丁苯橡膠)1.60%，充分?jǐn)嚢杈鶆颍{(diào)成糊狀漿料。將該糊狀漿料均勻鋪覆在鋁箔上，鋪覆厚度為0.01mm。再在鋪覆的糊狀漿料上均勻覆蓋上膨脹石墨薄片，鋪覆厚度為0.08mm，然后將鋪覆好的潮濕的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片在常溫下真空干燥I小時，制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片(工藝如圖3所示，其中I表示為壓延后膨脹石墨薄片，2表示鋁復(fù)合薄片。)。
[0084]將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨，如圖4鱗片狀石墨結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表示為鱗片狀膨脹石墨；2表示為鋁復(fù)合薄片。
[0085]用燒杯盛10mL無水乙醇，將制得的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片淹沒于無水乙醇中，靜置I小時。然后將上述淹沒了鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片的裝有10mL無水乙醇的燒杯置于水槽中，使得水槽中水的液面與燒杯內(nèi)部的乙醇液面相平。取可以產(chǎn)生10kHz超聲波的超聲輸出探頭，將他們的功率調(diào)整至I W，然后將超聲輸出探頭置于燒杯外壁的底部，同時使用上述兩種頻率對盛有無水乙醇和鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片超聲作用2小時。其間注意控制循環(huán)水槽中的水溫為10°C，超聲結(jié)束后，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，該實(shí)施例獲得的石墨烯片層薄，邊緣有褶皺，有明顯的石墨烯特征，該實(shí)施例制得的鱗片狀石墨烯的層數(shù)平均為12層，直接獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件。
[0086]實(shí)施例13熱壓電解微波法制備鱗片狀石墨烯
取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05_，工藝過程如圖1和圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0087]在壓延后制得的膨脹石墨薄片與鋁薄片接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱壓接，加熱溫度6500C，加壓5MPa使鋁薄片發(fā)生塑性變形，以貼合到膨脹石墨片上，制得膨脹石墨_鋁復(fù)合薄片。
[0088]將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨，如圖4鱗片狀石墨結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表示為鱗片狀膨脹石墨；2表示為鋁復(fù)合薄片。
[0089]以上處理后的鱗片狀膨脹石墨經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時，將干燥后的樣品置于微波反應(yīng)腔中，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，功率為10 W，用微波加熱反應(yīng)腔至300 °C，持續(xù)加熱180s，關(guān)閉微波，整個反應(yīng)系統(tǒng)在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至100°C，制得鱗片狀石墨烯，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，該實(shí)施例獲得的石墨烯片層薄。本實(shí)施例所獲產(chǎn)物呈透明的薄紗狀，邊緣有褶皺，有明顯的石墨烯特征，該實(shí)施例制得的鱗片狀石墨烯的層數(shù)范圍主要集中在1-8層，直接獲得鱗片狀石墨烯器件。
[0090]實(shí)施例14熱壓電解微波法制備鱗片狀石墨烯
取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05_，工藝過程如圖1和圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0091]在壓延后制得的膨脹石墨薄片與鋁薄片接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱壓接，加熱溫度6500C，加壓5MPa使鋁薄片發(fā)生塑性變形，以貼合到膨脹石墨片上，制得膨脹石墨_鋁復(fù)合薄片。
[0092]將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨，如圖4鱗片狀石墨結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表示為鱗片狀膨脹石墨；2表示為鋁復(fù)合薄片。
[0093]以上處理后的鱗片狀膨脹石墨經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時，將干燥后的樣品置于微波反應(yīng)腔中，功率為1000 W，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，用微波加熱反應(yīng)腔至600 V，持續(xù)加熱2 S，關(guān)閉微波，整個反應(yīng)系統(tǒng)在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至100°C，制得鱗片狀石墨烯，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，該實(shí)施例獲得的石墨烯片層薄。本實(shí)施例所獲產(chǎn)物呈透明的薄紗狀，邊緣有褶皺，有明顯的石墨烯特征，該實(shí)施例制得的鱗片狀石墨烯的層數(shù)范圍主要集中在1-8層，直接獲得鱗片狀石墨烯器件。
[0094]實(shí)施例15電沉積電解法制備鱗片狀石墨烯
取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.025mm，工藝過程如圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0095]將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一面作為陰極，取一塊面積大于陰極的純鉛板做對陽極，在含有醋酸鉛電解質(zhì)溶液中通直流電，進(jìn)行恒電流25mA/cm2電沉積5小時，形成膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片。
[0096]將膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，鉛電極做對陰極，恒電壓2.3V條件直流電解20分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨陽極和陰極經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時。將干燥后的樣品再進(jìn)行上述通電處理5分鐘，獲得帶有鉛基板的鱗片狀石墨烯器件，該實(shí)施例獲得的石墨烯片層薄。本實(shí)施例所獲產(chǎn)物呈透明的薄紗狀，邊緣有褶皺，有明顯的石墨烯特征，該實(shí)施例制得的鱗片狀石墨烯的層數(shù)范圍主要集中在20層，直接獲得鱗片狀石墨烯器件，如圖5鱗片狀石墨烯器件結(jié)構(gòu)示意圖，其中I表不為鱗片狀石墨稀；2表不為鉛金屬薄片。
[0097]實(shí)施例16電沉積電解法制備鱗片狀石墨烯
取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.025mm，工藝過程如圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0098]將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一面作為陰極，取一塊面積大于陰極的純鉛板做對陽極，在含有醋酸鉛電解質(zhì)溶液中通直流電，進(jìn)行恒電流25mA/cm2電沉積5小時，形成膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片。
[0099]將膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陽極，用5M甘氨酸溶液做電解液，通電制得的石墨層間有化合物的鱗片狀膨脹石墨為對電極，恒電流IA條件直流電解20分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨陽極和陰極經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時。將干燥后的樣品再進(jìn)行上述通電處理5分鐘，獲得帶有鉛基板的鱗片狀石墨烯器件，該實(shí)施例獲得的石墨烯片層薄。本實(shí)施例所獲產(chǎn)物呈透明的薄紗狀，邊緣有褶皺，有明顯的石墨烯特征，該實(shí)施例制得的鱗片狀石墨烯的層數(shù)范圍主要集中在1-8層，直接獲得鱗片狀石墨烯器件，如圖5鱗片狀石墨烯器件結(jié)構(gòu)示意圖，其中I表示為鱗片狀石墨烯；2表示為鉛金屬薄片。
[0100]實(shí)施例17粘合電解高溫法制備鱗片狀石墨烯
取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05_，工藝過程如圖2所示，即得到膨脹石墨薄片。
[0101]取硅鋁酸鹽高溫導(dǎo)電膠，充分?jǐn)嚢杈鶆?，調(diào)成糊狀漿料，將該糊狀漿料均勻鋪覆在鋁箔上，鋪覆厚度為0.01mm。再在鋪覆的糊狀漿料上均勻覆蓋上膨脹石墨薄片，鋪覆厚度為
0.08_，然后將鋪覆好的潮濕的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片在常溫下真空干燥I小時，制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片(工藝如圖1和膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片如圖3所示，其中I表示為壓延后膨脹石墨薄片，2表示鋁復(fù)合薄片。)。
[0102]將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨，如圖4鱗片狀石墨結(jié)構(gòu)示意圖所示，其中I表示為鱗片狀膨脹石墨；2表示為鋁復(fù)合薄片。
[0103]將制得的鱗片狀膨脹石墨置于高溫反應(yīng)爐中，所述高溫反應(yīng)爐為真空管式爐或煅燒爐，抽去爐內(nèi)空氣后，向高溫反應(yīng)爐內(nèi)通入保護(hù)性氣體氬氣進(jìn)行保護(hù)，升溫至300°C，持續(xù)通入保護(hù)性氣體，600°C恒溫30min以上；然后在保護(hù)性氣體保護(hù)下降至室溫，洗滌、干燥，制得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件。
[0104]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于，以柔性膨脹鱗片石墨為原料，通過壓延制成膨脹石墨薄片，再與金屬導(dǎo)體、非金屬導(dǎo)體或者半導(dǎo)體通過復(fù)合制得膨脹石墨的復(fù)合材料薄片，然后將制得的膨脹石墨的復(fù)合材料薄片在電解液中通電制得石墨片層間生成有化合物的鱗片狀膨脹石墨的復(fù)合材料薄片，最后用微波、超聲、高溫或者電解處理鱗片狀膨脹石墨的復(fù)合材料薄片從而實(shí)現(xiàn)鱗片狀膨脹石墨片層剝離制得鱗片狀石墨烯以及對應(yīng)的鱗片狀石墨烯器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于: (1)所述的壓延是將柔性膨脹石墨通過多次輥壓逐步獲得膨脹石墨薄片； (2)所述的復(fù)合是在膨脹石墨薄片表面通過導(dǎo)電粘合劑粘合、電沉積、化學(xué)沉積、真空噴涂或者熱壓從而制得金屬導(dǎo)體、非金屬導(dǎo)體或者半導(dǎo)體與膨脹石墨薄片的復(fù)合材料薄片； (3)所述的通電制得石墨片層間生成有化合物的鱗片狀膨脹石墨，是將金屬導(dǎo)體、非金屬導(dǎo)體或者半導(dǎo)體與膨脹石墨薄片的復(fù)合材料薄片作為工作電極與選取的對電極在電解質(zhì)溶液中通電電解制得石墨層間化合物； (4)所述用超聲處理鱗片狀膨脹石墨從而實(shí)現(xiàn)片層剝離制得鱗片狀石墨烯是指:對鱗片狀膨脹石墨進(jìn)行超聲震蕩和空化；所述用微波處理鱗片狀膨脹石墨從而實(shí)現(xiàn)片層剝離制得鱗片狀石墨烯是指:將通電制得石墨片層間生成有化合物的鱗片狀膨脹石墨的復(fù)合材料薄片干燥，將其置于微波反應(yīng)腔中，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，用微波對反應(yīng)腔進(jìn)行加熱處理，然后關(guān)閉微波冷卻制得鱗片狀石墨烯以及對應(yīng)的鱗片狀石墨烯器件；所述用電解處理鱗片狀膨脹石墨從而實(shí)現(xiàn)片層剝離制得鱗片狀石墨烯是指:以惰性電極或者通電制得的石墨層間有化合物的鱗片狀膨脹石墨為對電極，以通電制得的石墨層間有化合物的鱗片狀膨脹石墨為工作電極，以有機(jī)離子液體溶液或無機(jī)電解質(zhì)水溶液為電解液，直流或交流電源，在恒電壓或恒電流下，進(jìn)行陰極或陽極極化電解剝離石墨層間化合物或鱗片狀膨脹石墨，制得鱗片狀石墨烯以及對應(yīng)的鱗片狀石墨烯器件；所述用高溫處理鱗片狀膨脹石墨從而實(shí)現(xiàn)片層剝離制得鱗片狀石墨烯是指:將通電制得的石墨層間有化合物的鱗片狀膨脹石墨洗滌干燥，在保護(hù)性氣氛保護(hù)下進(jìn)行高溫300?600°C活化剝離，然后降溫、洗滌、干燥制得鱗片狀石墨烯以及對應(yīng)的鱗片狀石墨烯器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于: (1)所述的壓延是將柔性膨脹石墨利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)輥壓，輥壓過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.015-0.05 mm ； (2)所述的通電制得石墨片層間生成有化合物的鱗片狀膨脹石墨的電解條件為:電壓為I mV-20 V,時間為I秒-10小時； (3)所述用超聲處理鱗片狀膨脹石墨從而實(shí)現(xiàn)片層剝離制得鱗片狀石墨烯是指:對鱗片狀膨脹石墨進(jìn)行超聲震蕩和空化，溫度為10?50°C，超聲剝離時間為5?120分鐘，功率為lmW-1000 W;所述用微波處理鱗片狀膨脹石墨從而實(shí)現(xiàn)片層剝離制得鱗片狀石墨烯是指:將通電制得石墨片層間生成有化合物的鱗片狀膨脹石墨的復(fù)合材料薄片干燥，將其置于微波反應(yīng)腔中，功率為10-1000 W，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，用微波加熱反應(yīng)腔至300?600°C，加熱2?180s，關(guān)閉微波，整個反應(yīng)系統(tǒng)在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至100°C，制得鱗片狀石墨烯以及對應(yīng)的鱗片狀石墨烯器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于，所述的復(fù)合方法中的導(dǎo)電粘合劑粘合是將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一表面均勻地涂上導(dǎo)電粘合齊U，然后覆蓋上金屬導(dǎo)體、非金屬導(dǎo)體或者半導(dǎo)體薄片，經(jīng)壓合形成膨脹石墨與金屬導(dǎo)體、非金屬導(dǎo)體或者半導(dǎo)體復(fù)合薄片。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于，所述的復(fù)合方法中的電沉積是將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一面作為陰極，待沉積的金屬做對陽極，在含有對應(yīng)的金屬離子電解質(zhì)溶液中通直流電，進(jìn)行電沉積，形成膨脹石墨與金屬或非金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體復(fù)合薄片。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于，所述的復(fù)合方法中的化學(xué)沉積是將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一面浸潰在含有對應(yīng)的金屬離子電解質(zhì)溶液中，進(jìn)行化學(xué)鍍形成膨脹石墨與金屬或非金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體復(fù)合薄片。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于，所述的復(fù)合方法中的真空噴涂包括金屬熱噴涂、真空噴鍍和真空磁濺射鍍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于，所述的復(fù)合方法中的真空噴涂涉及的金屬熱噴涂就是利用高溫金屬液由高壓惰性氣體霧化并噴射沉積到壓延獲得的膨脹石墨薄片的一表面上，金屬液剛接觸到石墨薄片時接近熔點(diǎn)的高溫和極好的流變性進(jìn)行小壓力逐層碾壓，從而獲得致密的金屬覆層，又不致破壞石墨薄片的形狀和尺寸精度，獲得膨脹石墨與金屬導(dǎo)體的復(fù)合薄片。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于，所述的復(fù)合方法中的真空噴涂涉及的真空噴鍍就是將金屬絲或金屬和非金屬粉末在專門的噴匯室或噴槍中熔化，通過壓縮空氣或惰性氣體霧化再噴射到膨脹石墨薄片的一表面上，制得膨脹石墨與金屬或非金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體復(fù)合薄片。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于，所述的復(fù)合方法中的真空噴涂涉及的真空磁濺射鍍就是利用真空磁濺射鍍機(jī)，以基體金屬或非金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料為靶材料，向膨脹石墨薄片的一表面進(jìn)行真空磁濺射鍍，獲得膨脹石墨與金屬或非金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體復(fù)合薄片。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于，所述的復(fù)合方法中的熱壓是將壓延獲得的石墨薄片帖在箔狀的金屬支撐體上，形成重疊預(yù)成型體；在真空中或非氧化氣氛中對預(yù)成型體層疊體進(jìn)行加熱壓接，制得膨脹石墨與金屬導(dǎo)體的復(fù)合薄片。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鱗片狀石墨的制備方法，其特征在于，所述的電解質(zhì)溶液是:無機(jī)鹽水溶液、無機(jī)酸水溶液、無機(jī)堿水溶液、有機(jī)離子液體溶液。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于，在通電制得石墨片層間生成有化合物的鱗片狀膨脹石墨過程中所述的對電極是金屬電極，包括:Pb、Au、Ag、Pt、Ca、Sn、Zn、T1、N1、Al、Cu、Cr、In、Pd的一種或多種元素組合和石墨電極。
14.一種鱗片狀石墨烯器件，其特征為該鱗片狀石墨烯器件是使用如權(quán)利要求1-13任意一項(xiàng)所述的鱗片狀石墨烯的制備方法獲得的鱗片狀石墨烯器件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的鱗片狀石墨烯器件，其特征在于，所述的鱗片狀石墨烯器件是1-20層石墨烯片至少有一邊固定在基體金屬或非金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體表面上，其它邊處于基體以外的介質(zhì)中，基體金屬或非金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體與固定在表面上的石墨烯片處于良好的電子導(dǎo)電狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的鱗片狀石墨烯器件，其特征在于，所述的基體金屬導(dǎo)電體或非金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體包括:Pb、Au、Ag、Pt、Ca、Sn、Zn、T1、N1、Al、Cu、Cr、In、Pd、Zn、Na、L1、K、Mg、Fe、Mn和C、Si的一種或多種元素組合。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的鱗片狀石墨烯器件，其特征在于，所述的基體金屬導(dǎo)電體或非金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體以外的介質(zhì)包括:空氣、氮?dú)?、氬氣、氫氣、無機(jī)水溶液、無機(jī)固體、有機(jī)溶液、有機(jī)液體和有機(jī)固體。
18.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于步驟如下: (1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05mm，即得到膨脹石墨薄片； (2)將乙炔黑96.85%、羧甲基纖維素鈉1.55%、丁苯橡膠1.60%，充分?jǐn)嚢杈鶆?，調(diào)成糊狀漿料；將該糊狀漿料均勻鋪覆在鋁箔上，鋪覆厚度為0.0lmm;再在鋪覆的糊狀漿料上均勻覆蓋上膨脹石墨薄片，鋪覆厚度為0.08mm，然后將鋪覆好的潮濕的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片在常溫下真空干燥I小時，制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片； (3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，電解條件為:電壓為2.3V，時間為20分鐘；處理后得鱗片狀膨脹石墨； (4)以上處理后的鱗片狀膨脹石墨經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時，將干燥后的樣品置于微波反應(yīng)腔中，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，用微波加熱功率為800W，反應(yīng)腔6000C，持續(xù)加熱60 S，關(guān)閉微波，整個反應(yīng)系統(tǒng)在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至100°C，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，鋁基板上面是鱗片狀石墨烯。
19.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于步驟如下: (1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05mm，即得到膨脹石墨薄片； (2)將乙炔黑96.85%、羧甲基纖維素鈉1.55%、丁苯橡膠1.60%，充分?jǐn)嚢杈鶆?，調(diào)成糊狀漿料；將該糊狀漿料均勻鋪覆在鋁箔上，鋪覆厚度為0.01mm;再在鋪覆的糊狀漿料上均勻覆蓋上膨脹石墨薄片，鋪覆厚度為0.08mm，然后將鋪覆好的潮濕的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片在常溫下真空干燥I小時，制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片； (3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片; (4)用燒杯盛10mL無水乙醇，將制得的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片淹沒于無水乙醇中，靜置I小時；然后將上述淹沒了鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片的裝有10mL無水乙醇的燒杯置于水槽中，使得水槽中水的液面與燒杯內(nèi)部的乙醇液面相平；取可以產(chǎn)生10kHz和400kHz超聲波的超聲輸出探頭，將他們的功率調(diào)整至100W，然后將超聲輸出探頭置于燒杯外壁的底部，同時使用上述兩種頻率對盛有無水乙醇和鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片超聲作用2小時；其間注意控制循環(huán)水槽中的水溫為10°C，超聲結(jié)束后，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件和鱗片狀石墨烯。
20.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于步驟如下: (1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05mm,即得到膨脹石墨薄片； (2)取硅鋁酸鹽高溫導(dǎo)電膠，充分?jǐn)嚢杈鶆?，調(diào)成糊狀漿料，將該糊狀漿料均勻鋪覆在鋁箔上，鋪覆厚度為0.0lmm;再在鋪覆的糊狀漿料上均勻覆蓋上膨脹石墨薄片，鋪覆厚度為0.08mm,然后將鋪覆好的潮濕的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片在常溫下真空干燥I小時，制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片； (3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片; (4)將制得的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片置于高溫反應(yīng)爐中，所述高溫反應(yīng)爐為真空管式爐，抽去爐內(nèi)空氣后，向高溫反應(yīng)爐內(nèi)通入保護(hù)性氣體氬氣進(jìn)行保護(hù)，升溫至600°C，持續(xù)通入保護(hù)性氣體，60(TC恒溫30min以上；然后在保護(hù)性氣體保護(hù)下降至室溫，洗滌、干燥，制得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件。
21.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于步驟如下: (1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.025mm,即得到膨脹石墨薄片； (2)將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一面作為陰極，取一塊面積大于陰極的純鉛板做對陽極，在含有醋酸鉛電解質(zhì)溶液中通直流電，進(jìn)行恒電流25mA/cm2電沉積5小時，形成膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片； (3)將膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陰極，恒電壓2.3V條件電解20分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨陽極和陰極經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時；將干燥后的樣品再進(jìn)行上述通電處理5分鐘，獲得帶有鉛基板的鱗片狀石墨烯器件鱗片狀石墨烯。
22.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于步驟如下: (1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.015mm即得到膨脹石墨薄片； (2)將膨脹石墨壓延獲得的膨脹石墨薄片的一面浸潰在化學(xué)鍍鉛溶液中，恒溫50°C反應(yīng)5小時，形成膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片； (3)將膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬鉛復(fù)合材料薄片的石墨面做對陰極，恒電壓2.1V條件電解20分鐘，處理后的鱗片狀膨脹石墨陽極和陰極經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時；將干燥后的樣品再進(jìn)行上述通電處理2分鐘，獲得帶有鉛基板的鱗片狀石墨烯和鱗片狀石墨烯器件。
23.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于步驟如下: (I)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.025mm,即得到膨脹石墨薄片； (2)對壓延后制得的膨脹石墨片進(jìn)行電弧噴涂鋁層，噴涂用的壓縮空氣應(yīng)清潔、干燥，壓力不得小于0.4MPa，噴涂距離為250mm，噴槍盡可能與膨脹石墨片表面成直角，至少不得小于45°，噴槍移動速度以一次噴涂厚度達(dá)到50 μ m，各噴涂帶之間應(yīng)有1/3的寬度重疊，厚度要求盡可能均勻，各噴涂層之間的噴槍走向相互垂直，交叉覆蓋，直到金屬層厚度達(dá)到60 μ m,制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片； (3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片； (4)以上處理后的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時，將干燥后的樣品置于微波反應(yīng)腔中，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，用微波加熱功率為800W，反應(yīng)腔300°C，持續(xù)加熱60 S，關(guān)閉微波，整個反應(yīng)系統(tǒng)在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至100°C，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件和鱗片狀石墨稀。
24.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于步驟如下: (1)取一塊厚度為0.1mm的人工合成石墨片，洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.025mm,即得到石墨薄片； (2)對壓延后制得的石墨薄片進(jìn)行電弧噴涂鋁層，噴涂用的壓縮空氣應(yīng)清潔、干燥，壓力不得小于0.4MPa，噴涂距離為250mm，噴槍盡可能與膨脹石墨片表面成直角，至少不得小于45°，噴槍移動速度以一次噴涂厚度達(dá)到50μπι，各噴涂帶之間應(yīng)有1/3的寬度重疊，厚度要求盡可能均勻，各噴涂層之間的噴槍走向相互垂直，交叉覆蓋，直到金屬層厚度達(dá)到60 μ m,制得石墨-鋁復(fù)合薄片； (3)將石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.3V條件電解100分鐘，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片； (4)用燒杯盛10mL無水乙醇，將制得的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片淹沒于無水乙醇中，靜置I小時；然后將上述淹沒了膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片的裝有10mL無水乙醇的燒杯置于水槽中，使得水槽中水的液面與燒杯內(nèi)部的乙醇液面相平；取可以產(chǎn)生10kHz和400kHz超聲波的超聲輸出探頭，將他們的功率調(diào)整至1000W，然后將超聲輸出探頭貼接后置于燒杯外壁的底部，同時使用上述兩種頻率對盛有無水乙醇和鱗片狀膨脹石墨體系超聲；其間注意控制循環(huán)水槽中的水溫為50°C，超聲剝離時間為5分鐘，超聲結(jié)束后，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件和鱗片狀石墨烯。
25.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于步驟如下: (1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.025mm,即得到膨脹石墨薄片； (2)對壓延后制得的膨脹石墨片進(jìn)行電弧噴涂鋁層，噴涂用的壓縮空氣應(yīng)清潔、干燥，壓力不得小于0.4MPa，噴涂距離為250mm，噴槍盡可能與膨脹石墨片表面成直角，至少不得小于45°，噴槍移動速度以一次噴涂厚度達(dá)到50 μ m，各噴涂帶之間應(yīng)有1/3的寬度重疊，厚度要求盡可能均勻，各噴涂層之間的噴槍走向相互垂直，交叉覆蓋，直到金屬層厚度達(dá)到60 μ m,制得膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片； (3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片； (4)將制得的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片置于高溫反應(yīng)爐中，所述高溫反應(yīng)爐為真空管式爐或煅燒爐，抽去爐內(nèi)空氣后，向高溫反應(yīng)爐內(nèi)通入保護(hù)性氣體氬氣進(jìn)行保護(hù)，升溫至600°C，持續(xù)通入保護(hù)性氣體，600°C恒溫30min以上；然后在保護(hù)性氣體保護(hù)下降至室溫，洗滌、干燥，制得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件。
26.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于步驟如下: (1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05mm,即得到膨脹石墨薄片； (2)在壓延后制得的膨脹石墨薄片與鋁薄片接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱壓接，加熱溫度6500C，加壓5MPa使鋁薄片發(fā)生塑性變形，以貼合到膨脹石墨片上，制得膨脹石墨_鋁復(fù)合薄片； (3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用1M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓2.1V條件電解30分鐘，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片; (4)以上處理后的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片經(jīng)水洗在烘箱中干燥3小時，將干燥后的樣品置于微波反應(yīng)腔中，將微波反應(yīng)腔抽真空并通入保護(hù)性氣體，用微波加熱功率為800W，反應(yīng)腔600°C，持續(xù)加熱60 S，關(guān)閉微波，整個反應(yīng)系統(tǒng)在氮?dú)鈿夥障吕鋮s至100°C，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件和鱗片狀石墨烯器件。
27.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于步驟如下: (1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05mm,即得到膨脹石墨薄片； (2)在壓延后制得的膨脹石墨薄片與鋁薄片接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱壓接，加熱溫度6500C，加壓5MPa使鋁薄片發(fā)生塑性變形，以貼合到膨脹石墨片上，制得膨脹石墨_鋁復(fù)合薄片； (3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓20.0 V條件電解I秒，處理后得鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片； (4)用燒杯盛10mL無水乙醇，將制得的膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片淹沒于無水乙醇中，靜置I小時；然后將上述淹沒了膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片的裝有10mL無水乙醇的燒杯置于水槽中，使得水槽中水的液面與燒杯內(nèi)部的乙醇液面相平；取可以產(chǎn)生10kHz和400kHz超聲波的超聲輸出探頭，將他們的功率調(diào)整至100W，然后將超聲輸出探頭置于燒杯外壁的底部，同時使用上述兩種頻率對盛有無水乙醇和鱗片狀膨脹石墨體系超聲作用2小時；其間注意控制循環(huán)水槽中的水溫為40°C，超聲結(jié)束后，獲得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件和鱗片狀石墨烯。
28.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鱗片狀石墨烯的制備方法，其特征在于步驟如下: (1)取一塊柔性膨脹鱗片石墨洗滌、烘干，利用輥壓機(jī)逐漸調(diào)節(jié)間隙進(jìn)行反復(fù)壓延，壓延過程中同時進(jìn)行輔助加熱，增加石墨的柔性，壓延直到石墨片厚度為0.05mm,即得到膨脹石墨薄片； (2)在壓延后制得的膨脹石墨薄片與鋁薄片接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱壓接，加熱溫度6500C，加壓5MPa使鋁薄片發(fā)生塑性變形，以貼合到膨脹石墨片上，制得膨脹石墨_鋁復(fù)合薄片； (3)將膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片做陽極，用5M硫酸水溶液做電解液，另一膨脹石墨-金屬復(fù)合薄片做陰極，恒電壓I mV條件電解10小時，處理后的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片； (4)將制得的鱗片狀膨脹石墨-鋁復(fù)合薄片置于高溫反應(yīng)爐中，所述高溫反應(yīng)爐為真空管式爐或煅燒爐，抽去爐內(nèi)空氣后，向高溫反應(yīng)爐內(nèi)通入保護(hù)性氣體氬氣進(jìn)行保護(hù)，升溫至600°C，持續(xù)通入保護(hù)性氣體，600°C恒溫30min以上；然后在保護(hù)性氣體保護(hù)下降至室溫，洗滌、干燥，制得帶有鋁基板的鱗片狀石墨烯器件和鱗片狀石墨烯。
29.一種鱗片狀石墨烯，其特征為使用權(quán)利要求18-28任意一項(xiàng)所述的鱗片狀石墨烯的制備方法制備獲得。
30.一種鱗片狀石墨烯器件，其特征為該鱗片狀石墨烯器件是使用如權(quán)利要求18-28任意一項(xiàng)所述的鱗片狀石墨烯的制備方法獲得的鱗片狀石墨烯器件。
【文檔編號】C01B31/04GK104477892SQ201410759741
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】王堅(jiān), 王葉帆 申請人:鹽城市新能源化學(xué)儲能與動力電源研究中心, 王葉帆