本發(fā)明屬于納米材料制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種石墨烯及其制備方法。
背景技術(shù)：
：石墨烯(Graphene)是由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，因其獨(dú)特的形貌和結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)等性質(zhì)，在納米電子器件、復(fù)合材料、太陽(yáng)能電池、超級(jí)電容、儲(chǔ)氫材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，石墨烯常見的制備方法有機(jī)械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長(zhǎng)法和化學(xué)氣相沉積法(CVD)。機(jī)械剝離法是利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對(duì)運(yùn)動(dòng)，得到石墨烯薄層材料的方法。這種方法操作簡(jiǎn)單，得到的石墨烯通常保持著完整的晶體結(jié)構(gòu)，但是得到的片層小，生產(chǎn)效率低。化學(xué)氧化還原法是通過將石墨氧化，增大石墨層之間的間距，再通過物理方法將其分離，最后通過化學(xué)法還原，得到石墨烯的方法。這種方法操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)量高，但是產(chǎn)品質(zhì)量較低。SiC外延法是通過在超高真空的高溫環(huán)境下，使硅原子升華脫離材料，剩下的C原子通過自組形式重構(gòu)，從而得到基于SiC襯底的石墨烯。這種方法可以獲得高質(zhì)量的石墨烯，但是這種方法對(duì)設(shè)備要求較高。CVD制得石墨烯具有面積大和質(zhì)量高的特點(diǎn)，但現(xiàn)階段成本較高，工藝條件還需進(jìn)一步完善。其中，采用化學(xué)氧化還原法制得的石墨烯產(chǎn)品質(zhì)量較低，在制備過程中會(huì)誘發(fā)各種缺陷和含氧官能團(tuán)，這些缺陷和含氧官能團(tuán)(如羥基和環(huán)氧基)會(huì)導(dǎo)致石墨烯的電子特性退化；同時(shí)，還原過程中還可能發(fā)生聚合、離子摻雜等副反應(yīng)。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101602504A公開了一種基于抗壞血酸的石墨烯制備方法。該制備方法公開了如下步驟：第一步，在室溫下將石墨和硝酸鈉進(jìn)行冷卻處理后，加入濃硫酸并攪拌，然后在1h內(nèi)將高錳酸鉀分批加入濃硫酸中并保持?jǐn)嚢?，最后用水浴加熱?5±3℃，反應(yīng)2h后加入去離子水，得到褐色石墨懸浮液；第二步，將得到的褐色石墨懸浮液繼續(xù)反應(yīng)15分鐘，然后向石墨懸浮液中加入雙氧水和去離子水，得到亮黃色石墨稀釋液；第三步，將亮黃色石墨稀釋液過濾后得到黃褐色的濾餅，將濾餅進(jìn)行酸洗處理后分散于水中，經(jīng)離心處理將得到的氧化石墨凝膠，將氧化石墨凝膠干燥處理后得到氧化石墨固體；第四步，將氧化石墨分散于去離子水中，通過超聲脫落處理1h將氧化石墨烯脫落，制成氧化石墨烯溶液；第五步，將氧化石墨烯溶液與抗壞血酸水溶液混合后靜置，得到石墨烯溶液。通過上述制備方法，實(shí)現(xiàn)了在不添加任何分散劑的條件下，利用氫鍵作用制備出可穩(wěn)定分散的單層石墨烯水溶液，避免了分散劑對(duì)石墨烯后續(xù)的應(yīng)用產(chǎn)生不利影響。但是，上述石墨烯制備方法存在如下缺陷：1)利用抗壞血酸將氧化石墨烯還原為石墨烯，因抗壞血酸還原能力有限，會(huì)導(dǎo)致制得的石墨烯中存在大量含氧基團(tuán)，影響石墨烯的電子特性，如導(dǎo)電性等。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為此，本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有技術(shù)中通過氧化還原法制得的石墨烯存在大量含氧基團(tuán)，影響石墨烯的電子特性的技術(shù)問題，進(jìn)而提供一種能將制得的石墨烯中含氧基團(tuán)充分還原，提高石墨烯的電子特性的制備方法及該制備方法制得的石墨烯。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：本發(fā)明所提供的石墨烯的制備方法，包括如下步驟：利用石墨粉制備氧化石墨；將所述氧化石墨與還原性氣體接觸反應(yīng)，得到一步還原氧化石墨烯；將所述還原氧化石墨烯與維生素C反應(yīng)，并對(duì)反應(yīng)后產(chǎn)物進(jìn)行離心分離，取沉淀，干燥，得到二步還原氧化石墨烯，即石墨烯。所述接觸反應(yīng)步驟中，所述氧化石墨質(zhì)量為0.5g～1g，所述還原性氣體的流速為100sccm～300sccm；所述接觸反應(yīng)步驟的溫度為200℃～600℃。所述一步還原氧化石墨烯與所述維生素C的質(zhì)量比為(0.5～1):(2～5)。所述反應(yīng)的條件如下：反應(yīng)溫度為20℃～30℃；超聲功率為800W～1500W。進(jìn)一步地，所述反應(yīng)的條件如下：反應(yīng)溫度為20℃～30℃；超聲功率為800W～1500W，時(shí)間為2h-3h。所述離心分離步驟的條件如下：轉(zhuǎn)速為3000r/min～6000r/min，時(shí)間為5min～20min；所述干燥步驟的溫度為30℃～60℃，時(shí)間為24h～72h。在進(jìn)行所述反應(yīng)之前，還包括將所述一步還原氧化石墨烯添加到分散劑中，并于800W～1500W下超聲分散100min～300min的步驟；在所述一步還原氧化石墨烯與所述維生素C混合之后，所述反應(yīng)之前，還包括對(duì)所述一步還原氧化石墨烯與所述維生素C的混合物于800W～1500W下超聲200min～350min的步驟。所述氧化石墨的制備方法，包括如下步驟：在不高于5℃的冰浴條件下，將石墨粉、NaNO3和濃硫酸進(jìn)行混合攪拌，得到第一混合體系；將高錳酸鉀加入所述第一混合體系并混合均勻攪拌；然后在不高于5℃的冰浴條件下，進(jìn)行第一次攪拌反應(yīng)至溶液顏色呈墨綠色，并置于第一水浴中攪拌至溶液顏色呈棕色，得到初產(chǎn)物；將去離子水加入所述初產(chǎn)物中并攪拌至整個(gè)反應(yīng)體系的溫度升至90℃；再將所述整個(gè)反應(yīng)體系置于第二次水浴中攪拌，得到中間產(chǎn)物；將去離子水加入所述中間產(chǎn)物中，再加入雙氧水進(jìn)行第二攪拌反應(yīng)至溶液顏色呈亮黃色，得到氧化石墨溶液；再經(jīng)離心分離、取沉淀、干燥，得到氧化石墨。進(jìn)一步地，所述石墨粉、所述NaNO3和所述濃硫酸的比例為(0.5-1.5)g：(0.5-1.5)g：(20-25)ml；所述第一次攪拌反應(yīng)步驟中，所述石墨粉和所述高錳酸鉀的質(zhì)量比為(0.5-1.5)：(4-6)；所述初產(chǎn)物和所述去離子水的比例為(0.5g-1.5g)：(35mL-40mL)；所述第二次攪拌反應(yīng)步驟中，所述中間產(chǎn)物、所述去離子水和所述雙氧水的比例為(0.5g-1.5g)：(85mL-95mL)：(3mL-5mL)。所述第一次水浴的溫度為30℃-40℃，所述第二次水浴溫度是85℃-95℃；所述離心分離步驟，包括如下步驟：對(duì)所述氧化石墨溶液進(jìn)行酸洗并離心得一次沉淀物，再對(duì)所述一次沉淀物進(jìn)行水洗并離心得二次沉淀物，重復(fù)所述離心分離步驟，直至溶液pH為中性。所述干燥的溫度為40℃-60℃，時(shí)間為70h-75h。進(jìn)一步地，所述第一次攪拌反應(yīng)的溫度為30℃-40℃，時(shí)間為3.5h-4.5h。進(jìn)一步地，在所述第一水浴中的攪拌時(shí)間為2h-3h。進(jìn)一步地，所述還原性氣體為氫氣、或者氫氣和氬氣的混合氣體。進(jìn)一步地，所述石墨目數(shù)為200～350目。進(jìn)一步地，所述濃硫酸的體積分?jǐn)?shù)為95％～98％。本發(fā)明還提供了由上述制備方法制得的石墨烯。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：1)本發(fā)明實(shí)施例所提供的石墨烯的制備方法，通過將石墨粉制備成氧化石墨，使石墨粉充分氧化，在石墨片層間帶上羰基、羥基等基團(tuán)，使石墨層間距變大成為氧化石墨。而且利于其后續(xù)與還原性氣體充分接觸反應(yīng)，使氧化石墨烯中的含氧基團(tuán)充分還原。通過將所述氧化石墨與還原性氣體接觸反應(yīng)，得到還原氧化石墨烯。在一定溫度下，還原性氣體能進(jìn)入氧化石墨層間，能有效與氧化石墨接觸反應(yīng)，還原含氧基團(tuán)，防止含氧基團(tuán)影響石墨烯的電子特性等。通過將還原氧化石墨烯與維生素C反應(yīng)，使接觸反應(yīng)和超聲反應(yīng)協(xié)同作用，通過接觸反應(yīng)使氧化石墨烯中的部分含氧基團(tuán)被還原，使超聲反應(yīng)過程中維生素C能更充分地與剩余的含氧基團(tuán)接觸反應(yīng)，增加含氧基團(tuán)的還原程度。而且超聲也進(jìn)一步地增加還原氧化石墨烯與維生素C的接觸，增強(qiáng)還原活性，使石墨烯中含氧基團(tuán)去除更徹底。2)本發(fā)明實(shí)施例所提供的石墨烯的制備方法，通過限定氧化石墨質(zhì)量、還原性氣體的流速、接觸反應(yīng)的溫度，使氧化石墨上的可還原位點(diǎn)充分與還原性氣體接觸，達(dá)到飽和。而且該限定溫度下，能將含氧基團(tuán)徹底還原，提高石墨烯的電子性能。3)本發(fā)明實(shí)施例所提供的石墨烯的制備方法，通過限定一步還原氧化石墨烯與維生素C的質(zhì)量比、反應(yīng)的溫度，攪拌時(shí)間、以及超聲功率。在該超聲功率下，維生素C能聚集到一步還原氧化石墨烯的剩余可還原位點(diǎn)，將含氧基團(tuán)還原徹底，提高石墨烯的電子性能。4)本發(fā)明實(shí)施例所提供的石墨烯，層數(shù)較低，可達(dá)到1～3層，電子性能優(yōu)異。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為實(shí)施例1中所制得的石墨烯的TEM圖片；圖2為實(shí)施例1中所制得的石墨烯的高分辨TEM圖片。具體實(shí)施方式為了更好地說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)該被理解為限于在此闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例，使得本公開將是徹底和完整的，并且將把本發(fā)明的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員，本發(fā)明將僅由權(quán)利要求來限定。此外，下面所描述的本發(fā)明不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。實(shí)施例1本實(shí)施例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將0.5g的200目石墨粉和1.5gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取20ml體積分?jǐn)?shù)為95％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分?jǐn)嚢?，得到第一混合體系；S12、將4g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，繼續(xù)在不高于5℃的冰浴條件下攪拌4h；移出冰浴，并置于溫度為30℃水浴中攪拌2h，得到初產(chǎn)物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產(chǎn)物中，保持去離子水和初產(chǎn)物的比例為35mL：1g。并劇烈的攪拌至整個(gè)反應(yīng)體系的溫度升至90℃。再將整個(gè)反應(yīng)體系置于溫度為85℃的水浴中攪拌，得到中間產(chǎn)物；S14、移出水浴，向中間產(chǎn)物中加入去離子水，并攪拌，再加入雙氧水，保證中間產(chǎn)物、去離子水和雙氧水的比例為0.5g：95mL：3mL，在25℃下反應(yīng)至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分?jǐn)?shù)為5％的鹽酸對(duì)氧化石墨溶液進(jìn)行酸洗三次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉(zhuǎn)速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在40℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨置于氣氛爐中，并控制氧化石墨的質(zhì)量為0.5g、氫氬混合氣的流速為100sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分?jǐn)?shù)為4％，在200℃下反應(yīng)3h，得到一步還原氧化石墨烯；S3、將一步還原氧化石墨烯添加到去離子水中，并于800W下超聲分散300min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質(zhì)量比為1:4，于800W下超聲300min。最后在20℃、超聲功率為800W下反應(yīng)24h。S4、將上述反應(yīng)產(chǎn)物在轉(zhuǎn)速為3000r/min下離心分離20min，取沉淀。并將沉淀在30℃下干燥72h，得到石墨烯，測(cè)知該石墨烯的比表面積為410m2/g；相應(yīng)的TEM測(cè)試數(shù)據(jù)如圖1和圖2所示，從圖1可得知：在銅網(wǎng)上看到一層透明薄膜，褶皺部分是石墨烯片層疊加產(chǎn)生；從圖2可得知：氧化石墨烯的層數(shù)少，約為3層。實(shí)施例2本實(shí)施例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將1g的250目石墨粉和1gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取25ml體積分?jǐn)?shù)為96％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將6g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h；移出冰浴，并置于溫度為35℃水浴中攪拌2h，得到初產(chǎn)物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產(chǎn)物中，保持去離子水和初產(chǎn)物的比例為40mL：1.5g。并劇烈的攪拌至整個(gè)反應(yīng)體系的溫度升至90℃。再將整個(gè)反應(yīng)體系置于溫度為95℃的水浴中攪拌，得到中間產(chǎn)物；S14、移出水浴，向中間產(chǎn)物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產(chǎn)物、去離子水和雙氧水的比例為1.5g：90mL：4mL，在25℃下反應(yīng)至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分?jǐn)?shù)為5％的鹽酸對(duì)氧化石墨溶液進(jìn)行酸洗四次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉(zhuǎn)速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在60℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨置于還原性氣氛爐中，并控制氧化石墨的質(zhì)量為0.8g、氫氬混合氣的流速為200sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分?jǐn)?shù)為4％，在400℃下反應(yīng)3h，得到一步還原氧化石墨烯；S3、將一步還原氧化石墨烯添加到去離子水中，并于1000W下超聲分散200min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質(zhì)量比為1:8，于1000W下超聲320min。最后在30℃、超聲功率為1500W下反應(yīng)攪拌反應(yīng)24h。S4、將上述反應(yīng)產(chǎn)物在轉(zhuǎn)速為4000r/min下離心分離10min，取沉淀。并將沉淀在50℃下干燥36h，得到石墨烯，測(cè)知該石墨烯的比表面積為400m2/g。實(shí)施例3本實(shí)施例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將1.5g的350目石墨粉和0.5gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取23ml體積分?jǐn)?shù)為98％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將5g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并混合不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續(xù)攪拌4h；移出冰浴，并置于溫度為40℃水浴中攪拌2h，得到初產(chǎn)物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產(chǎn)物中，保持去離子水和初產(chǎn)物的比例為37mL：0.5g。并劇烈的攪拌至整個(gè)反應(yīng)體系的溫度升至90℃。再將整個(gè)反應(yīng)體系置于溫度為90℃的水浴中攪拌，得到中間產(chǎn)物；S14、移出水浴，向中間產(chǎn)物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產(chǎn)物、去離子水和雙氧水的比例為1g：85mL：5mL，在25℃下反應(yīng)至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分?jǐn)?shù)為5％的鹽酸對(duì)氧化石墨溶液進(jìn)行酸洗三次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉(zhuǎn)速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在60℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨置于還原性氣氛爐中，并控制氧化石墨的質(zhì)量為1g、氫氬混合氣的流速為300sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分?jǐn)?shù)為4％，在600℃下反應(yīng)3h，得到一步還原氧化石墨烯；S3、將一步還原氧化石墨烯添加到去離子水中，并于1500W下超聲分散100min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質(zhì)量比為1:10，于1500W下超聲200min。最后在25℃、超聲功率為1000W下反應(yīng)2h。S4、將上述反應(yīng)產(chǎn)物在轉(zhuǎn)速為6000r/min下離心分離5min，取沉淀。并將沉淀在60℃下干燥24h，得到石墨烯，測(cè)知該石墨烯的比表面積為420m2/g。實(shí)施例4本實(shí)施例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將0.8g的300目石墨粉和1.2gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取21ml體積分?jǐn)?shù)為97％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將4.7g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并混合不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h；移出冰浴，并置于溫度為36℃水浴中攪拌2h，得到初產(chǎn)物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產(chǎn)物中，保持去離子水和初產(chǎn)物的比例為36mL：0.6g。并劇烈的攪拌至整個(gè)反應(yīng)體系的溫度升至90℃。再將整個(gè)反應(yīng)體系置于溫度為87℃的水浴中攪拌，得到中間產(chǎn)物；S14、移出水浴，向中間產(chǎn)物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產(chǎn)物、去離子水和雙氧水的比例為1.1g：90mL：4.5mL，在25℃下反應(yīng)至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分?jǐn)?shù)為5％的鹽酸對(duì)氧化石墨溶液進(jìn)行酸洗四次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉(zhuǎn)速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在60℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨置于還原性氣氛爐中，并控制氧化石墨的質(zhì)量為0.7g、氫氬混合氣的流速為230sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分?jǐn)?shù)為4％，在550℃下反應(yīng)3h，得到一步還原氧化石墨烯；S3、將一步還原氧化石墨烯添加到去離子水中，并于1200W下超聲分散130min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質(zhì)量比為1:5，于900W下超聲280min。最后在22℃、超聲功率為1200W下攪拌反應(yīng)24h。S4、將上述反應(yīng)產(chǎn)物在轉(zhuǎn)速為5000r/min下離心分離8min，取沉淀。并將沉淀在52℃下干燥30h，得到石墨烯，測(cè)知該石墨烯的比表面積為450m2/g。實(shí)施例5本實(shí)施例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將1.1g的250目石墨粉和1.5gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取25ml體積分?jǐn)?shù)為96％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將5.2g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續(xù)攪拌反應(yīng)至溶液顏色呈墨綠色；移出冰浴，并置于溫度為32℃水浴中攪拌4h，得到初產(chǎn)物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產(chǎn)物中，保持去離子水和初產(chǎn)物的比例為38mL：1g。并劇烈的攪拌至整個(gè)反應(yīng)體系的溫度升至90℃。再將整個(gè)反應(yīng)體系置于溫度為92℃的水浴中攪拌，得到中間產(chǎn)物；S14、移出水浴，向中間產(chǎn)物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產(chǎn)物、去離子水和雙氧水的比例為1.2g：88mL：3.5mL，在25℃下反應(yīng)至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分?jǐn)?shù)為5％的鹽酸對(duì)氧化石墨溶液進(jìn)行酸洗四次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉(zhuǎn)速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在48℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨置于還原性氣氛爐中，并控制氧化石墨的質(zhì)量為0.9g、氫氬混合氣的流速為280sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分?jǐn)?shù)為4％，在500℃下反應(yīng)3h，得到一步還原氧化石墨烯；S3、將一步還原氧化石墨烯添加到去離子水中，并于1000W下超聲分散230min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質(zhì)量比為1:2，于1100W下超聲250min。最后在26℃、超聲功率為1100W下攪拌反應(yīng)24h。S4、將上述反應(yīng)產(chǎn)物在轉(zhuǎn)速為4500r/min下離心分離12min，取沉淀。并將沉淀在48℃下干燥28h，得到石墨烯，測(cè)知該石墨烯的比表面積為430m2/g。對(duì)比例1本對(duì)比例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將0.5g的200目石墨粉和1.5gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取20ml體積分?jǐn)?shù)為95％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將4g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并混合不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h；移出冰浴，并置于溫度為30℃水浴中攪拌2h，得到初產(chǎn)物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產(chǎn)物中，保持去離子水和初產(chǎn)物的比例為35mL：1g。并劇烈的攪拌至整個(gè)反應(yīng)體系的溫度升至90℃。再將整個(gè)反應(yīng)體系置于溫度為85℃的水浴中攪拌，得到中間產(chǎn)物；S14、移出水浴，向中間產(chǎn)物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產(chǎn)物、去離子水和雙氧水的比例為0.5g：95mL：3mL，在25℃下反應(yīng)至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分?jǐn)?shù)為5％的鹽酸對(duì)氧化石墨溶液進(jìn)行酸洗三次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉(zhuǎn)速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在55℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨置于還原性氣氛爐中，并控制氧化石墨的質(zhì)量為0.5g、氫氬混合氣的流速為100sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分?jǐn)?shù)為4％，在200℃下反應(yīng)3h，得到石墨烯，測(cè)知該石墨烯的比表面積為280m2/g。對(duì)比例2本對(duì)比例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將0.5g的200目石墨粉和1.5gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取20ml體積分?jǐn)?shù)為95％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將4g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h；移出冰浴，并置于溫度為30℃水浴中攪拌2h，得到初產(chǎn)物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產(chǎn)物中，保持去離子水和初產(chǎn)物的比例為35mL：1g。并劇烈的攪拌至整個(gè)反應(yīng)體系的溫度升至90℃。再將整個(gè)反應(yīng)體系置于溫度為85℃的水浴中攪拌，得到中間產(chǎn)物；S14、移出水浴，向中間產(chǎn)物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產(chǎn)物、去離子水和雙氧水的比例為0.5g：95mL：3mL，在25℃下反應(yīng)至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分?jǐn)?shù)為5％的鹽酸對(duì)氧化石墨溶液進(jìn)行酸洗三次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉(zhuǎn)速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在60℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨添加到去離子水中，并于800W下超聲分散300min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質(zhì)量比為1:4，于800W下超聲300min。最后在20℃、超聲功率為800W下攪拌反應(yīng)24h。S3、將上述反應(yīng)產(chǎn)物在轉(zhuǎn)速為3000r/min下離心分離20min，取沉淀。并將沉淀在30℃下干燥72h，得到石墨烯，測(cè)知該石墨烯的比表面積為210m2/g。對(duì)比例3本對(duì)比例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將0.5g的200目石墨粉和1.5gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取20ml體積分?jǐn)?shù)為95％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分?jǐn)嚢?，得到第一混合體系；S12、將4g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，繼續(xù)在不高于5℃的冰浴條件下攪拌4h；移出冰浴，并置于溫度為30℃水浴中攪拌2h，得到初產(chǎn)物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產(chǎn)物中，保持去離子水和初產(chǎn)物的比例為35mL：1g。并劇烈的攪拌至整個(gè)反應(yīng)體系的溫度升至90℃。再將整個(gè)反應(yīng)體系置于溫度為85℃的水浴中攪拌，得到中間產(chǎn)物；S14、移出水浴，向中間產(chǎn)物中加入去離子水，并攪拌，再加入雙氧水，保證中間產(chǎn)物、去離子水和雙氧水的比例為0.5g：95mL：3mL，在25℃下反應(yīng)至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分?jǐn)?shù)為5％的鹽酸對(duì)氧化石墨溶液進(jìn)行酸洗三次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉(zhuǎn)速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在40℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨添加到去離子水中，并于800W下超聲分散300min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質(zhì)量比為1:4，于800W下超聲300min。最后在20℃、超聲功率為800W下反應(yīng)24h。S3、將上述反應(yīng)產(chǎn)物在轉(zhuǎn)速為3000r/min下離心分離20min，取沉淀。并將沉淀在30℃下干燥72h，得到一步還原氧化石墨烯；S4、將一步還原氧化石墨烯置于氣氛爐中，并控制一步還原氧化石墨的質(zhì)量為0.5g、氫氬混合氣的流速為100sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分?jǐn)?shù)為4％，在200℃下反應(yīng)3h，得到石墨烯，測(cè)知該石墨烯的比表面積為300m2/g。對(duì)比例4本對(duì)比例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將1g的250目石墨粉和1gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取25ml體積分?jǐn)?shù)為96％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將6g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h；移出冰浴，并置于溫度為35℃水浴中攪拌2h，得到初產(chǎn)物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產(chǎn)物中，保持去離子水和初產(chǎn)物的比例為40mL：1.5g。并劇烈的攪拌至整個(gè)反應(yīng)體系的溫度升至90℃。再將整個(gè)反應(yīng)體系置于溫度為95℃的水浴中攪拌，得到中間產(chǎn)物；S14、移出水浴，向中間產(chǎn)物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產(chǎn)物、去離子水和雙氧水的比例為1.5g：90mL：4mL，在25℃下反應(yīng)至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分?jǐn)?shù)為5％的鹽酸對(duì)氧化石墨溶液進(jìn)行酸洗四次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉(zhuǎn)速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在60℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨添加到去離子水中，并于1000W下超聲分散200min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質(zhì)量比為1:8，于1000W下超聲320min。最后在30℃、超聲功率為1500W下反應(yīng)攪拌反應(yīng)24h。S3、將上述反應(yīng)產(chǎn)物在轉(zhuǎn)速為4000r/min下離心分離10min，取沉淀。并將沉淀在50℃下干燥36h，得到一步還原氧化石墨烯；S4、將一步還原氧化石墨烯置于氣氛爐中，并控制一步還原氧化石墨的質(zhì)量為0.8g、氫氬混合氣的流速為100sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分?jǐn)?shù)為4％，在400℃下反應(yīng)3h，得到石墨烯，測(cè)知該石墨烯的比表面積為295m2/g。實(shí)驗(yàn)例對(duì)上述各實(shí)施例和對(duì)比例所制得的石墨烯進(jìn)行導(dǎo)電性能測(cè)試，相應(yīng)的測(cè)試方法如下：采用寧波瑞柯儀器有限公司的FT-300I電阻率測(cè)試儀，在內(nèi)徑為10mm、高為25mm的模具腔體中分別加入2g上述各實(shí)施例和對(duì)比例所制得的石墨烯，加壓至3.5Mpa，壓制成直徑為10mm的薄片，測(cè)量其電導(dǎo)率，相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果如下表1所示：表1電導(dǎo)率(s/m)實(shí)施例12500s/m實(shí)施例22550s/m實(shí)施例32620s/m實(shí)施例42530s/m實(shí)施例52600s/m對(duì)比例11700s/m對(duì)比例21800s/m對(duì)比例32000s/m對(duì)比例41950s/m從表1可得知：本發(fā)明先采用還原性氣體對(duì)氧化石墨還原，再采用維生素C對(duì)還原氧化石墨烯進(jìn)行還原，與采用單一還原或者其它還原順序還原的方式相比，使本發(fā)明制得的石墨烯具有大的比表面積和優(yōu)異的導(dǎo)電性能，電導(dǎo)率高達(dá)2500s/m以上，比表面積達(dá)到400m2/g以上。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3