專利名稱：一種少層石墨烯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石墨烯材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種少層石墨烯的制備方法。
背景技術(shù)：
石墨烯是碳原子在二維平面上以Sp2雜化形成的具有蜂巢晶格結(jié)構(gòu)的單原子層晶體，少層石墨烯則是指層數(shù)在3 10層的石墨烯薄片。自2004年石墨烯首次被科學家成功制備出以來(Novoselov, K. S. et al. Science. 2004, 306,666),這種新材料受到了科學家們的廣泛關(guān)注。由于石墨烯是零帶隙半導體，在其上運動的電子類似無質(zhì)量的相對論粒子，因而石墨烯表現(xiàn)出超高(大于15000cm2/V .s)的電子遷移率(Morozov. S. V. et al. Phys. Rev. Let. 2008，100，016602)，有望用于發(fā)展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管。同時，石墨烯是現(xiàn)在世界上已知的最薄也是最硬的材料(Lee,C. et al. Science. 2008, 321，385)，其每100納米距離上可承受的最大壓力達到約2. 9微牛，這一結(jié)果相當于施加55牛頓的壓力才能使I米長的石墨烯斷裂。不僅如此，石墨烯也是目前已知的比表面積最大的材料(理論比表面積達2675m2/g)，因而有望在超級電容器及鋰離子電池領(lǐng)域得到應(yīng)用。另外，石墨烯在可見光波段是基本透明的(只吸收2.3%的光)(Nair，R.R.et al. Science. 2008,320,1308)，因此它也適用于制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。然而，實現(xiàn)這些應(yīng)用需要大規(guī)模、低成本制備石墨烯，而目前石墨烯的制備方法或多或少存在一些問題。例如最初成功制備出石墨烯的機械剝離法，即用膠帶不斷撕石墨薄片的方法，雖然能得到高質(zhì)量的石墨烯，但是耗時低產(chǎn)，不易實現(xiàn)大規(guī)模制備。又如后來廣泛使用的氧化石墨再還原的方法(Stankovich, S. Carbon. 2007,45,1558-1565),雖然能夠低成本、大規(guī)模制備石墨烯，但是得到的石墨烯含有大量的含氧基團和缺陷，其導電性能較低?；瘜W氣相沉積技術(shù)的使用(Li，X. S. et al. Science. 2009，324，1312-1314) —度給大規(guī)模制備高質(zhì)量的石墨烯帶來曙光，然而該方法需要將石墨烯從基底上轉(zhuǎn)移下來的過程， 該過程相當麻煩且不易操作，因而抑制了其大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述石墨烯制備技術(shù)中的不足，提供一種少層石墨烯的制備方法，該方法操作簡單、耗時少、成本低、石墨烯產(chǎn)率高、易于實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，利用該方法制備得到的石墨烯具有缺陷少、含氧基團少、電導率高的優(yōu)點。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種少層石墨烯的制備方法，采用液相插層結(jié)合微波輻照技術(shù)，具體包括以下步驟步驟I、液相插層將適量石墨顆粒加入到含有四烷基取代季胺鹽、水溶性無機堿和穩(wěn)定劑的水溶液中，或者加入到含四烷基氫氧化銨和穩(wěn)定劑的水溶液中，攪拌均勻后，將該懸濁液放置在超聲器中超聲處理，使四烷基取代季胺陽離子插入到石墨層間，形成石墨插層化合物，引起石墨層間距增大；然后過濾該懸濁液，將濾渣用去離子水和乙醇洗滌、干燥；步驟2、微波輻照將步驟I得到的濾渣放置在微波設(shè)備中進行微波輻照，使石墨插層物質(zhì)發(fā)生分解，產(chǎn)生大量氣體，進一步增大石墨層間距；然后，將微波輻照產(chǎn)物分散在低極性有機溶劑中，在超聲器中進行超聲處理，使石墨發(fā)生剝離產(chǎn)生石墨烯；接著，將超聲處理產(chǎn)物放置在離心管中離心處理以沉淀未剝離完全的石墨，上層液體即為石墨烯分散液；最后，采用微孔濾膜過濾該石墨烯分散液并干燥，或者采用冷凍干燥技術(shù)處理該石墨烯分散液，即得到少層石墨烯。上述技術(shù)方案中所述的步驟I中，四烷基取代季胺鹽與四烷基氫氧化銨中包含四烷基取代季胺陽離子，該四烷基取代季胺陽離子中的烷基包括但不限于甲基、乙基、丙基、丁基、戊基中的一種或幾種的任意組合。所述的四烷基取代季胺鹽中的陰離子包括但不限于鹵素離子、三氟硼酸離子、全氟辛基磺酸離子中的任意一種，其中所述的鹵素離子包括但不限于氟離子、氯離子、溴離子等中的任意一種。所述的步驟I中，水溶性無機堿是指在水中可以電離出0H_的無機堿，包括但不限于NH3 H2O, KOH、NaOH, LiOH中的一種或幾種的組合。所述的步驟I中，穩(wěn)定劑包括但不限于卟啉、十二烷基磺酸鈉、聚苯乙烯磺酸鈉、 聚苯乙炔、芘、硫堇、曲拉通X-100、DNA, L-精氨酸等中的一種或幾種的組合。所述的步驟2中，低極性有機溶劑包括但不限于苯甲酸芐酯、N-甲基吡咯烷酮、 Y-丁內(nèi)酯、N N-二甲基甲酰胺、1，3_ 二甲基-2-咪唑啉酮、I-乙基-2-吡咯烷酮、二甲亞砜、丙酮等中的一種或幾種的組合。所述的步驟I中，超聲器的功率優(yōu)選為50 1600W，超聲處理時間為0. I 24小時。所述的步驟I中，優(yōu)選在30 120°C將濾渣進行烘干。所述的步驟2中，微波爐的功率優(yōu)選為500 4000W，微波輻照時間優(yōu)選為0. I Ih0所述的步驟2中，超聲器的功率優(yōu)選為50 300W，超聲清洗時間優(yōu)選為0. I 24h。所述的步驟2中，離心處理優(yōu)選為在2500 6000轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速離心I 30分鐘。所述的步驟2中，采用申請?zhí)枮镃N201010179339. 4的中國專利申請公開的冷凍干
燥技術(shù)處理石墨烯分散液，得到少層石墨烯。綜上所述，本發(fā)明提供了一種制備高質(zhì)量、少層石墨烯的新方法。該方法結(jié)合液相插層技術(shù)與合微波輻照技術(shù)，首先將石墨放入含四烷基取代季胺陽離子與0H—的溶液中進行超聲處理，使四烷基取代季胺陽離子插入到石墨層間，形成石墨插層，引起石墨層間距增大；然后將處理后的石墨進行微波輻照，使石墨層間的石墨插層物質(zhì)發(fā)生分解，產(chǎn)生大量氣體，進一步增大石墨層間距；接著，將處理后的石墨分散在低極性有機溶劑中進行超聲處理，使石墨發(fā)生剝離產(chǎn)生石墨烯，離心處理除去沉淀未剝離完全的石墨后，上層液體即為少層石墨烯分散液；最后采用過濾、干燥技術(shù)或者冷凍干燥技術(shù)處理該石墨烯分散液，即得到少層石墨烯。實驗證明，利用本發(fā)明的制備方法能夠得到層數(shù)為10層以下的少層石墨烯， 該石墨烯具有缺陷少、含氧基團少、電導率高的優(yōu)點。另外，本發(fā)明提供的少層石墨烯的制備方法具有操作簡單、耗時少、成本低、石墨烯產(chǎn)率高、重復(fù)性好、易于實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點，因此是一種具有潛在應(yīng)用價值的制備方法。為了進一步提聞石墨稀的廣率，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明人提出了一種優(yōu)選方案。該優(yōu)選方案首先通過電化學方法對石墨進行預(yù)處理，然后利用上述技術(shù)方案進行石墨烯的制備。該石墨預(yù)處理方法具體如下將石墨壓制成棒狀或者片狀作為陰極，石墨或者惰性電極作為陽極，在電解液中通入電壓進行反應(yīng)；所述的電解液以堿金屬離子化合物作為溶質(zhì)，以水和二甲基亞砜的混合液作為溶劑；在反應(yīng)過程中，二甲基亞砜與堿土金屬離子的共插層導致石墨陰極中石墨顆粒邊緣發(fā)生剝離，層間距變大，同時由于應(yīng)力作用而從陰極上掉落，通過過濾電解液收集掉落的石墨，用水和乙醇洗滌該石墨多次后，于30 120度烘干，作為步驟I中的石墨使用。上述堿金屬離子化合物中的陽離子包括但不限于Li+、Na+、K+中的任意一種，陰離子包括但不限于F—、Cl—、Br—、BFp十二烷基磺酸根負離子、十二烷基苯磺酸根負離子、檸檬酸根負離子中的任意一種。作為優(yōu)選，水與二甲基亞砜的體積比為I : 9 9 : I。作為優(yōu)選，所述的電壓為3. 5 15V，電解時間為0. I 36小時。


圖I (a)是本發(fā)明實施例I制備得到的少層石墨烯分散液；圖I (b)是圖I (a)所示的少層石墨烯分散液稀釋后產(chǎn)生的丁達爾現(xiàn)象；圖2 (a)是由圖1(a)所示的少層石墨烯分散液制備得到的石墨烯薄膜表面的掃描電子顯微鏡照片；圖2(b)是由圖1(a)所示的少層石墨烯分散液制備得到的石墨烯薄膜截面的掃描電子顯微鏡照片；圖3是圖1(a)所示的少層石墨烯分散液中石墨烯的原子力顯微鏡照片以及輪廓曲線；圖4是本發(fā)明實施例I中液相插層以及微波輻照后石墨的傅立葉紅外光譜；圖5是由圖1(a)所示的少層石墨烯分散液制備得到的石墨烯薄膜的X射線光電子能譜；圖6是由圖I (a)所示的少層石墨烯分散液制備得到的石墨烯薄膜的拉曼光譜；圖7是本發(fā)明實施例2中電化學預(yù)處理后的石墨的掃描電子顯微鏡照片。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。實施例I :將2. 08g石墨粉加入到含有0. 8g四乙基四氟硼酸胺,0. 15g氫氧化鈉和50mg硫堇的300ml水溶液中，攪拌均勻后，將該懸濁液放置于855W的超聲細胞粉碎器中超聲6h。超聲結(jié)束后，用尼龍微孔濾膜真空抽濾，并用IOOml去離子水和IOOml無水乙醇分別洗滌濾渣 3次，以除去殘留物質(zhì)。然后將濾渣轉(zhuǎn)移到表面皿上，于60°C真空干燥2h，得到干燥的石墨粉。之后將干燥好的石墨粉放置于900W微波爐中輻照5分鐘，加入到700mlN-甲基吡咯烷酮中于250W超聲清洗器中超聲12h。接著將超聲處理后的溶液轉(zhuǎn)移到離心管中，于5000轉(zhuǎn) /秒的速度離心10分鐘，取出上層溶液即得到少層石墨烯分散液。將該石墨烯分散液采用微孔濾膜過濾并干燥，或者采用冷凍干燥技術(shù)處理，即得到少層石墨烯。將上述制備得到的石墨烯分散液過濾并稱重，得到該分散液中石墨烯的濃度為 0. 144mg/ml，石墨烯產(chǎn)量為lOlmg，產(chǎn)率4. 86%。圖I (a)即為上述制備得到的石墨烯分散液。取該分散液5ml并稀釋5倍，用激光束照射，產(chǎn)生膠體分散液固有的丁達爾現(xiàn)象，如圖1(b)所示。并且該分散液放置一個月無明顯沉淀，相當穩(wěn)定。將圖1(a)所示的石墨烯分散液過濾后制備石墨烯薄膜，用掃面電子顯微鏡拍攝其表面以及截面，其結(jié)果分別如圖2(a)和圖2(b)所示。從圖中可以看出采用液相插層結(jié)合微波輻照的方法可以成功制備石墨烯薄片，這些薄片在過濾成膜時能形成很好的層狀結(jié)構(gòu)。將圖I (a)所示的石墨烯分散液取出5ml用N-甲基吡咯烷酮稀釋100倍后，取干凈硅片靜置于其中5分鐘，以吸附一層樣品。然后將硅片轉(zhuǎn)移至50ml去離子水中輕輕擺動洗滌，以除去硅片上的溶劑N-甲基吡咯烷酮，共洗滌2次，每次5分鐘。之后取出硅片，烘干，用原子力顯微鏡觀察硅片表面，結(jié)果如圖3所示?？梢钥吹桨凑找合嗖鍖咏Y(jié)合微波輻照的方法制備的少層石墨稀片，片層厚度在2. 2 3. 2nm之間,考慮到石墨稀表面吸附的穩(wěn)定劑分子層，其包含的石墨烯層數(shù)為4 7層。將天然石墨，液相插層以及微波輻照后的石墨做傅立葉紅外測試，得到如圖4 所示結(jié)果，可以看到液相插層后的石墨樣品在1363波數(shù)以及908波數(shù)處出現(xiàn)兩個峰，分別對應(yīng)四乙基胺離子中C-H面內(nèi)搖擺振動峰以及C-N伸縮振動峰，證明了四乙基胺離子進入了石墨層間，從而導致石墨層間距的增加。微波輻照后兩個峰的消失則證明了四乙基胺離子的去除，有文獻證明，四乙基胺離子在加熱條件下會逐漸分解為乙烯和氨氣 (Bourgeat-Lami，E. et al. J. Phys. Chem. 1992，96，3807-3811)，我們認為微波產(chǎn)生的熱量足以使其分解，分解產(chǎn)生的氣體使得石墨層間距進一步增大，從而導致了石墨在后續(xù)超聲中剝離產(chǎn)生石墨烯。將圖1(a)中的石墨烯分散液過濾后制備石墨烯薄膜，對其做X-射線光電子能譜測試，其中Cls譜圖結(jié)果如圖5所示，我們可以從圖上看出，Cls非常尖銳，也就是說采用液相插層結(jié)合微波輻照制備的石墨烯基本不含含氧基團，該石墨烯上的碳原子以SP2雜化的形式存在。將圖1(a)中的石墨烯分散液過濾后制備石墨烯薄膜，對其做拉曼光譜測試，結(jié)果如圖6所示，其中1350波數(shù)處對應(yīng)的峰成為D峰，1560波數(shù)對應(yīng)的峰成為G峰，有文獻報道 (Tuinstra,F. et al. J. Chem. Phys. 1970, 53,1126) ,D峰與G峰的峰高比例常用來表征石墨烯的缺陷含量，該值越小，則石墨烯的缺陷越少。從圖中可以看出，采用液相插層結(jié)合微波輻照制備的石墨烯D峰，G峰峰高比為I : 3左右，較小，也就是說其缺陷較少。結(jié)合X-射線光電子能譜以及拉曼光譜得到的結(jié)論，我們推測采用液相插層結(jié)合微波輻照制備的石墨烯將具有較高的電導率。將上述制備得到的石墨烯薄膜裁剪成 2. 8mmX8mm的小片，利用標準物理性能測試儀測試該小片薄膜的電導率為I. 86X 105S/m。
從以上實施例，我們可以看出液相插層結(jié)合微波輻照制備石墨烯的方法用時I 2天，耗時少，操作簡單，成本低，易重復(fù)，得到的少層石墨烯產(chǎn)率高且具有較高的電導率。因此該方法易于實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。實施例2 本實施例中，首先將石墨粉進行電化學預(yù)處理，然后采用與實施例I完全相同方法進行石墨烯制備。具體過程如下取12g石墨粉壓制成棒狀,浸入含有0. 8gNaCl的20ml 二甲基亞砜和60ml水的混合溶液作為陰極，另一根石墨棒作為陽極。在兩電極上通上5V的電壓，反應(yīng)18小時后將電解液用微孔濾膜真空抽濾，用IOOml去離子水和IOOml乙醇分別洗滌過濾得到的石墨粉3 次后，收集該石墨粉，于60°C干燥2h。用掃面電子顯微鏡觀察上述制備得到的石墨粉，其結(jié)果如圖I所示，從圖I可以看到石墨顆粒邊緣發(fā)生了剝離，層間距變大。取2. 08g上述制備得到的干燥好的石墨粉，采用與實施例I完全相同的方法制備石墨烯。制備得到的石墨烯產(chǎn)量為150mg，產(chǎn)率為7. 2%。上述制備得到的石墨烯分散液類似圖I (a)所示。取該分散液5ml并稀釋5倍，用激光束照射，產(chǎn)生膠體分散液固有的丁達爾現(xiàn)象，類似圖2(b)所示。并且該分散液放置一個月無明顯沉淀，相當穩(wěn)定。類似實施例1，利用該分散液制備得到的石墨烯具有少層、缺陷少、含氧基團少、電導率高的優(yōu)點。實施例3 本實施例與實施例I采用基本相同方法進行石墨烯制備，所不同的是將0. Sg四乙基四氟硼酸銨以及0. 15g氫氧化鈉替換成0.54g四乙基氫氧化胺。同樣，能夠得到類似圖 1(a)所示的石墨烯分散液，其石墨烯產(chǎn)量與實施例I基本相同。類似實施例1，該分散液穩(wěn)定。類似實施例1，利用該分散液制備得到的石墨烯具有少層、缺陷少、含氧基團少、電導率聞的優(yōu)點。實施例4 本實施例與實施例I采用基本相同方法進行石墨烯制備，所不同的是將50mg硫堇替換成0. Sg曲拉通X-100。同樣，能夠得到類似圖1(a)所示的石墨烯分散液，其石墨烯產(chǎn)量與實施例I基本相同。類似實施例1，該分散液穩(wěn)定。類似實施例1，利用該分散液制備得到的石墨烯具有少層、缺陷少、含氧基團少、電導率高的優(yōu)點。實施例5 本實施例與實施例I采用基本相同方法進行石墨烯制備，所不同的是將 700mlN-甲基吡咯烷酮替換成700mlN’ N’ - 二甲基甲酰胺。同樣，能夠得到類似圖I (a)所示的石墨烯分散液，其石墨烯產(chǎn)量與實施例I基本相同。類似實施例1，該分散液穩(wěn)定。類似實施例1，利用該分散液制備得到的石墨烯具有少層、缺陷少、含氧基團少、電導率高的優(yōu)點。以上所述的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行了詳細說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、 補充或類似方式替代等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種少層石墨烯的制備方法，其特征是采用液相插層結(jié)合微波輻照技術(shù)，具體包括以下步驟步驟I、液相插層將適量石墨顆粒加入到含有四烷基取代季胺鹽、水溶性無機堿和穩(wěn)定劑的水溶液中，或者加入到含四烷基氫氧化銨和穩(wěn)定劑的水溶液中，攪拌均勻后，將該懸濁液放置在超聲器中超聲處理，使四烷基取代季胺陽離子插入到石墨層間，形成石墨插層化合物，引起石墨層間距增大；然后，過濾該懸濁液，將濾渣用去離子水和乙醇洗滌、干燥；步驟2、微波輻照將步驟I得到的濾渣放置在微波設(shè)備中進行微波輻照，使石墨插層物質(zhì)發(fā)生分解，產(chǎn)生大量氣體，進一步增大石墨層間距；然后，將微波輻照產(chǎn)物分散在低極性有機溶劑中，在超聲器中超聲處理，使石墨發(fā)生剝離產(chǎn)生石墨烯，接著將超聲處理產(chǎn)物放置在離心管中離心處理以沉淀未剝離完全的石墨，上層液體即為少層石墨烯分散液；最后， 采用微孔濾膜過濾該石墨烯分散液并干燥，或者采用冷凍干燥技術(shù)處理該石墨烯分散液， 即得到少層石墨烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的步驟I中，四烷基取代季胺鹽與四烷基氫氧化銨中包含四烷基取代季胺陽離子，該四烷基取代季胺陽離子中的燒基包括甲基、乙基、丙基、丁基、戍基中的一種或幾種的任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的步驟I中，四烷基取代季胺鹽中的陰離子包括鹵素離子、三氟硼酸離子、全氟辛基磺酸離子中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的鹵素離子包括氟離子、氯離子、溴離子中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的步驟I中，水溶性無機堿包括NH3 · H2O, KOH、NaOH, LiOH中的一種或幾種的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的步驟I中，穩(wěn)定劑包括卟啉、十二烷基磺酸鈉、聚苯乙烯磺酸鈉、聚苯乙炔、芘、硫堇、曲拉通X-100、DNA，L-精氨酸中的一種或幾種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的步驟2中，低極性有機溶劑包括苯甲酸芐酯、N-甲基吡咯烷酮、Y-丁內(nèi)酯、N N-二甲基甲酰胺、1，3_ 二甲基-2-咪唑啉酮、I-乙基-2-吡咯烷酮、二甲亞砜、丙酮中的一種或幾種的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一權(quán)利要求所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的步驟I中，超聲器的功率為50 1600W，超聲處理時間為O. I 24小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一權(quán)利要求所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的步驟I中，在30 120°C將濾渣進行烘干。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一權(quán)利要求所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的步驟2中，微波爐的功率為500 4000W，微波輻照時間為O. I lh。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一權(quán)利要求所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的步驟2中，超聲器的功率為50 300W，超聲處理時間為O. I 24h。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一權(quán)利要求所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的步驟2中，離心處理為在2500 6000轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速離心I 30分鐘。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一權(quán)利要求所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是首先通過電化學方法對石墨進行預(yù)處理，所述的石墨預(yù)處理方法如下將石墨壓制成棒狀或者片狀作為陰極，石墨或者惰性電極作為陽極，在電解液中通入電壓進行反應(yīng)；所述的電解液以堿金屬離子化合物作為溶質(zhì)，以水和二甲基亞砜的混合液作為溶劑；在電解過程中，二甲基亞砜與堿土金屬離子的共插層導致石墨陰極中石墨顆粒邊緣發(fā)生剝離，層間距增大，同時由于應(yīng)力作用而從陰極上掉落，通過過濾電解液收集掉落的石墨，用水和乙醇洗滌該石墨多次后，于30 120度烘干，作為步驟I中的石墨使用。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中任一權(quán)利要求所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的堿金屬離子化合物中的陽離子包括Li+、Na+、K+中的任意一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求13中任一權(quán)利要求所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的堿金屬離子化合物中的陰離子包括F'Cl'Br'BFp十二烷基磺酸根負離子、十二烷基苯磺酸根負尚子、朽1檬酸根負尚子中的任意一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求13中任一權(quán)利要求所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的電解液中，水與二甲基亞砜的體積比為I : 9 9 : I。
17.根據(jù)權(quán)利要求13中任一權(quán)利要求所述的少層石墨烯的制備方法，其特征是所述的電壓為3. 5 15V，電解時間為O. I 36小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種少層石墨烯的制備方法，該方法結(jié)合液相插層技術(shù)與合微波輻照技術(shù)，首先將石墨放入含四烷基取代季胺陽離子與OH-的溶液中進行超聲處理，使四烷基取代季胺陽離子插入到石墨層間形成插層，引起石墨層間距增大；然后將處理后的石墨進行微波輻照，使石墨插層發(fā)生分解，產(chǎn)生大量氣體，進一步增大石墨層間距；接著將處理后的石墨分散在低極性有機溶劑中進行超聲處理，使石墨發(fā)生剝離產(chǎn)生石墨烯；最后進行離心處理，處理后取出上層液體即為少層石墨烯分散液。本發(fā)明操作簡單、耗時少、成本低、石墨烯產(chǎn)率高、重復(fù)性好、易于實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，制備得到的少層石墨烯層數(shù)在10層以下，具有缺陷少、含氧基團少、電導率高的優(yōu)點。
文檔編號C01B31/04GK102583351SQ20121004977
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者周明, 唐捷, 崔平, 秦祿昌 申請人:中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所