專利名稱：一種石墨烯球形組裝體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨烯組裝體的制備方法。
背景技術(shù)：
石墨烯(graphene)是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料。是一種由碳原子以SP2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個(gè)碳原子厚度的二維材料。石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅(jiān)硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2. 3%的光；其導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m · K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過(guò)15000cm2/V · s，比納米碳管或硅晶體高；電阻率只約10_6Ω · cm,比銅或銀更低，為目前世界上常溫電阻率最小的材料。因?yàn)樗碾娮杪蕵O低，電子遷移的速度極快，因此被期待可用來(lái)發(fā)展出更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。石墨烯材料由于比表面積大(理論比表面積 高達(dá)2600m2/g)、導(dǎo)電性好以及在電極反應(yīng)中鋰離子結(jié)合電位低等優(yōu)點(diǎn)使其在理論上成為一種優(yōu)質(zhì)的鋰離子二次電池負(fù)極材料。石墨烯的制備方法主要有機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法、氧化石墨還原法及有機(jī)合成法。其中機(jī)械剝離法[K. S. Novoselov, et al. Electric field effect in atomicallythin carbon films. Science 2004(306)666.]可通過(guò)剝離石墨層狀結(jié)構(gòu)得到單層石墨烯，但這種方法得到的單層石墨烯產(chǎn)量低且有隨機(jī)性，無(wú)法得到純度高、產(chǎn)量大的產(chǎn)物，難以進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用；化學(xué)氣相沉積法[Cecilia Mattevi, et al. A review of chemicalvapour deposition of graphene on copper. J. Mater. Chem. 21 (2011) 3324.]是利用含碳小分子在高溫基板上催化沉積形成結(jié)構(gòu)均勻的單層及多層石墨烯片層，該方法制得的石墨烯結(jié)構(gòu)不含氧官能團(tuán)，產(chǎn)物尺寸較大，但是此方法需要嚴(yán)格控制工藝條件且生成石墨烯片層的尺寸難以控制，影響了其用來(lái)制備大量石墨烯結(jié)構(gòu)以進(jìn)行進(jìn)一步大規(guī)模應(yīng)用。氧化石墨還原法[Zhongqing Wei, et al. Nanoscale tunable reduction of graphene oxide forgraphene electronics. Science328 (2010) 1373.]是先將石墨進(jìn)行氧化處理，形成帶有大量含氧官能團(tuán)的石墨層間化合物，通過(guò)超聲等方法單層氧化石墨溶液，最后用還原劑將單層氧化石墨還原以得到石墨烯結(jié)構(gòu)的方法，但目前這種方法制得的石墨烯電子結(jié)構(gòu)及晶體完整性均受到強(qiáng)氧化劑的嚴(yán)重破壞，且表面含氧官能團(tuán)不能被全部還原，依然會(huì)有大量的殘余，這影響了石墨烯在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用；有機(jī)合成法化學(xué)方法研究得較早，主要是以苯環(huán)或其他芳香體系為核，通過(guò)偶聯(lián)反應(yīng)使苯環(huán)上6個(gè)碳均被取代，然后相鄰取代基之間脫氫形成新的芳香環(huán)，如此進(jìn)行多步反應(yīng)使芳香體系變大。通過(guò)對(duì)多環(huán)芳烴(PAH)合成方法進(jìn)行改進(jìn)，目前通過(guò)化學(xué)合成法合成較大體系的石墨烯主要是通過(guò)Diels-Alder反應(yīng)、Pd 催化的 Hagihara-Sonogashira, Buchwald-Hartwig 或 Kumada-Negishi 偶合等先合成六苯并蘧(HBC)，然后在FeCl3或Cu(OTf)2-AlCl3作用下環(huán)化脫氫得到較大平面的石墨稀。Kuang等[Qin Kuang, et al. Low temperature solvothermal synthesis of crumpledcarbon nanosheets. Carbon 42 (2004) 1737.]以金屬鐘和四氣化碳為原料在60 100°C的條件下通過(guò)溶劑熱反應(yīng)制得大量高純度的石墨烯片層結(jié)構(gòu)。有機(jī)合成石墨烯方法通常利用較溫和的反應(yīng)體系(物相均勻體系，體系溫度低于250°C )，對(duì)反應(yīng)設(shè)備的要求較低，產(chǎn)物純度高，可以進(jìn)行石墨烯大量制備，優(yōu)于其他制備方法。本發(fā)明采用的方法為溶劑熱法，屬于有機(jī)合成法。溶劑熱法過(guò)程簡(jiǎn)單而且易于控制，并且在密閉體系中可以有效的防止有毒物質(zhì)的揮發(fā)和制備對(duì)空氣敏感的前驅(qū)體。另外，物相的形成、粒徑的大小、形態(tài)也能夠控制，產(chǎn)物的分散性較好。溶劑熱法因封閉體系下可制備高質(zhì)量石墨烯的特點(diǎn)越來(lái)越受到關(guān)注。在石墨烯材料的使用方面，石墨烯由于具有較大的表面積和表面張力，容易發(fā)生自身的卷曲并發(fā)生相互間的團(tuán)聚，很難單獨(dú)穩(wěn)定存在，故目前制備得到的單層石墨烯僅存在于溶液或者某些特殊條件中。實(shí)際使用的石墨烯大部分以多層或其他形貌的組裝體的形式存在。石墨烯組裝體是目前石墨烯進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用尤其是在電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用中的最可行形式。Guo 等[Peng Guo, et al. Electrochemical performance of graphene nanosheets asanode material for lithium-ion batteries. Electrochem. Commun. 11 (2009) 1320.]通過(guò)高溫膨脹氧化石墨的方法制得了厚度為7 10nm的石墨烯片層組裝體(約2(Γ30層)并揭示 了其作為鋰離子電池負(fù)極材料的良好性能；Wang等[G Wang, et al. Graphene nanosheetsfor enhanced lithium storage in lithium ion batteries. Carbon 47 (2009)2049.]通過(guò)氧化石墨烯還原法制得了團(tuán)簇狀的石墨烯組裝體，其中石墨烯片層由2 3層石墨烯單片層組成，這種組裝體在作為鋰離子電池負(fù)極材料時(shí)表現(xiàn)出了約440mA h/g的可逆容量。以上方法皆為首先制得氧化石墨，進(jìn)而由氧化石墨得到氧化石墨烯組合體，最后將其還原為石墨烯組裝體的過(guò)程，工藝流程復(fù)雜，成本較高，不利于工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種石墨烯球形組裝材料及其制備方法，該方法制備的石墨烯產(chǎn)量大、分布均勻且具有良好的電化學(xué)性能，作為鋰離子電池材料等電子元器件材料具有廣泛前景。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的內(nèi)容是一種石墨烯片層結(jié)構(gòu)組裝體，其顆粒直徑分布范圍0. f 10 μ m，石墨烯片層厚度范圍f7nm。本發(fā)明提供一種石墨烯材料的制備方法，其特征在于按下列方法制得步驟a)將含鐵催化劑、有機(jī)酚類與硫按照物質(zhì)的量的比為1:2:11:2:10進(jìn)行攪拌混合并使其超聲分散均勻，然后將混合物與有機(jī)溶劑混合均勻后裝入反應(yīng)釜中，在15(T250°C保溫4 72h，進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，最后待反應(yīng)體系冷卻至室溫，將產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾、清洗與干燥后得到含有硫化鐵的納米炭片組裝體結(jié)構(gòu)；步驟b)將所述納米炭片組裝體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研磨并經(jīng)過(guò)恒溫炭化處理，得到石墨烯/硫化鐵復(fù)合材料；將所述石墨烯/硫化鐵復(fù)合材料在5M鹽酸溶液浸泡，然后將浸泡混合物經(jīng)過(guò)過(guò)濾處理，最后將濾出物進(jìn)行恒溫干燥處理，得到石墨烯球形組裝體。優(yōu)選的，所述步驟a)含鐵催化劑為三氯化鐵、硝酸鐵、草酸鐵、二茂鐵或乙酰丙酮鐵。含鐵催化劑的作用是使得碳源分子在特定溫度下相互發(fā)生反應(yīng)并組裝成片層結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述步驟a)有機(jī)酚類為苯酚、鄰甲酚、對(duì)苯二酚、鄰苯二酚或間苯二酚。有機(jī)酚類的作用是1)提供碳源；2)優(yōu)化所得石墨烯組裝體的片層結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述步驟a)的溶劑熱反應(yīng)溫度為15(T250°C。溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致催化反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，不能生成片層結(jié)構(gòu)；溫度過(guò)高則導(dǎo)致反應(yīng)體系壓力過(guò)大，增加反應(yīng)的危險(xiǎn)性。
優(yōu)選的，所述步驟a)的溶劑熱反應(yīng)保溫時(shí)間為4 72h。保溫時(shí)間過(guò)短無(wú)法形成片層結(jié)構(gòu)，保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致生成的片層結(jié)構(gòu)相互融合，最后形成塊體。優(yōu)選的，所述步驟b)恒溫炭化處理溫度為60(Tl20(rC。炭化處理是炭材料制備過(guò)程中常見(jiàn)的處理步驟，溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致最后生成的石墨烯中含有較多官能團(tuán)，溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致最終生成石墨烯片層結(jié)構(gòu)過(guò)于致密，甚至變成石墨結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的方法只需經(jīng)過(guò)加熱、酸處理過(guò)程就能得到石墨烯片層結(jié)構(gòu)組裝體材料，對(duì)反應(yīng)設(shè)備要求較低，產(chǎn)物的純度和產(chǎn)率很高，純度可以高達(dá)98%以上，具有工藝簡(jiǎn)單、材料制備成本低廉等特點(diǎn)，可以作為鋰離子電池負(fù)極材料、超級(jí)電容器電極材料、傳感器材料、導(dǎo)電劑、添加劑等使用。


圖I 4均為本發(fā)明實(shí)施例I原子比(Fe :S)為I :3的二茂鐵和升華硫，與鄰甲酚混合，先經(jīng)過(guò)溶劑熱反應(yīng)，后經(jīng)炭化及鹽酸溶液處理得到的石墨烯材料的測(cè)試圖。圖I是本發(fā)明中石墨烯球形組裝體的拉曼光譜譜圖；圖2是本發(fā)明中石墨烯球形組裝體的顆粒直徑分布圖；圖3是本發(fā)明中石墨烯球形組裝體的掃描電子顯微鏡照片與高分辨透射電子顯微鏡照片；圖4是本發(fā)明中石墨烯球形組裝體作為電極材料在鋰電池中經(jīng)過(guò)恒流充放電循環(huán)測(cè)試所得到的放電比容量曲線。
具體實(shí)施例方式下面以實(shí)施例的方式說(shuō)明本發(fā)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例I稱取3. 37g 二茂鐵(Fe (C5H5)2), 3. 91g鄰甲酚與I. 74g升華硫進(jìn)行攪拌混合(原子比Fe S=1 :3)，后將混合物轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中注滿苯后加蓋密封。將反應(yīng)釜置于700瓦超聲水浴中振蕩30min，取出后放入200°C恒溫烘箱中保溫48h，待到反應(yīng)釜自然冷卻至室溫后將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，得到的固體產(chǎn)物在氮?dú)饬鞅Ｗo(hù)下進(jìn)行1000°c保溫2h碳化處理，得到黑色固體粉末。將該粉末置于過(guò)量的5M鹽酸溶液中攪拌72h后進(jìn)行抽濾并用大量去離子水將濾出物洗至洗出液的PH值等于7，最后所得濾出物在80°C進(jìn)行真空烘干后即得到石墨烯球形組裝體。如附圖I所示，拉曼光譜譜圖顯示，本實(shí)施例所得石墨烯球形組裝體的D峰和G峰分別位于1342cm-1和1592cm-1處，兩峰的強(qiáng)度比為ID/IG=1. 07 ；如附圖2所示，顆粒直徑分布圖顯示本實(shí)施例所得石墨烯球形組裝體顆粒直徑分布范圍為O. 25^4. O μ m，其中97%的組裝體顆粒直徑小于2. 33 μ m ;如附圖3所示，掃描電子顯微鏡照片顯示本實(shí)施例所得產(chǎn)物全部為石墨烯組裝體，其中球形組裝體含量達(dá)98%以上，且石墨烯片層垂直組裝體球面取向，高分辨透射電子顯微鏡照片顯示本實(shí)施例所得石墨烯球形組裝體厚度為2飛nm，其中石墨烯片層中單層層數(shù)小于10，石墨烯單層間距為O. 37nm ；為考察該材料在鋰離子電池中的可逆容量、循環(huán)性能、倍率性能，對(duì)電池進(jìn)行恒流充放電測(cè)試分析。實(shí)驗(yàn)電池的組裝方法將制得的石墨烯材料制成測(cè)試電極，采用扣式CR2032型體系模擬電池，對(duì)電極選用金屬鋰片。測(cè)試條件為電流密度50、200、500、1000、5000mA/g,電壓范圍O. 0Γ2. 5V，循環(huán)次數(shù)為50次。如附圖4所示，作為鋰離子電池負(fù)極材料，其首次放電容量達(dá)到了 1647mA h/g，可逆容量高達(dá)528mA h/g。電流密度為50mA/g時(shí)，放電容量在第五次循環(huán)之后趨于穩(wěn)定，衰減緩慢，循環(huán)50次后容量保持在411mA h/g。在電流密度為200、500、1000和5000mA/g的情況下，將該材料進(jìn)行50次循環(huán)充放電測(cè)試，對(duì)應(yīng)上述四種電流密度的可逆容量分別為505、498、442和227mA h/g,每次循環(huán)容量衰減率分別為O. 5%、0· 9%、I. 0%和O. 6%。實(shí)施例2稱取4. 89g三氯化鐵(FeCl3 · 6H20), 3. 91g鄰甲酚與5. 80g升華硫進(jìn)行攪拌混合(原子比Fe S=1 :10)，后將混合物轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中注滿苯后加蓋密封。將反應(yīng)釜置于700瓦超聲水浴中振蕩30min，取出后放入250°C恒溫烘箱中保溫4h，待到反應(yīng)釜自然冷卻至室溫后將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，得到的固體產(chǎn)物在氮?dú)饬鞅Ｗo(hù)下進(jìn)行600°C保溫2h碳化 處理，得到黑色固體粉末。將該粉末置于過(guò)量的5M鹽酸溶液中攪拌72h后進(jìn)行抽濾并用大量去離子水將濾出物洗至洗出液的PH值等于7，最后所得濾出物在80°C進(jìn)行真空烘干后即得到石墨烯球形組裝體。通過(guò)透射與掃描電子顯微鏡觀察得到，本實(shí)施例所得產(chǎn)物中石墨烯球形組裝體直徑分布范圍2 10μπι，片層厚度5 7nm，石墨烯片層垂直組裝體球面取向。采用與實(shí)施例I相同的方法進(jìn)行充放電測(cè)試，結(jié)果表明，電流密度為50mA/g時(shí)，可逆容量為498mA h/g，循環(huán)50次后容量保持在398mA h/g。實(shí)施例3稱取7. 32g硝酸鐵(Fe (NO3) 3 · 9H20)，3. 98g鄰苯二酚與O. 58g升華硫進(jìn)行攪拌混合(原子比Fe S=1 :1)，后將混合物轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中注滿苯后加蓋密封。將反應(yīng)釜置于700瓦超聲水浴中振蕩30min，取出后放入200°C恒溫烘箱中保溫60h，待到反應(yīng)釜自然冷卻至室溫后將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，得到的固體產(chǎn)物在氮?dú)饬鞅Ｗo(hù)下進(jìn)行800°C保溫2h碳化處理，得到黑色固體粉末。將該粉末置于過(guò)量的5M鹽酸溶液中攪拌72h后進(jìn)行抽濾并用大量去離子水將濾出物洗至洗出液的PH值等于7，最后所得濾出物在80°C進(jìn)行真空烘干后即得到石墨烯球形組裝體。通過(guò)透射與掃描電子顯微鏡觀察得到，本實(shí)施例所得產(chǎn)物中石墨烯球形組裝體直徑分布范圍6 10μπι，片層厚度5 7nm，石墨烯片層垂直組裝體球面取向。采用與實(shí)施例I相同的方法進(jìn)行充放電測(cè)試，結(jié)果表明，電流密度為50mA/g時(shí),可逆容量為570mA h/g,循環(huán)50次后容量保持在350mA h/g。實(shí)施例4稱取8. 44g草酸鐵(Fe2 (C2O4)3 · 5H20)，3. 98g對(duì)苯二酚與2. 90g升華硫進(jìn)行攪拌混合(原子比Fe S=1 :5)，后將混合物轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中注滿苯后加蓋密封。將反應(yīng)釜置于700瓦超聲水浴中振蕩30min，取出后放入150°C恒溫烘箱中保溫48h，待到反應(yīng)釜自然冷卻至室溫后將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，得到的固體產(chǎn)物在氮?dú)饬鞅Ｗo(hù)下進(jìn)行1200°C保溫2h碳化處理，得到黑色固體粉末。將該粉末置于過(guò)量的5M鹽酸溶液中攪拌72h后進(jìn)行抽濾并用大量去離子水將濾出物洗至洗出液的PH值等于7，最后所得濾出物在80°C進(jìn)行真空烘干后即得到石墨烯球形組裝體。通過(guò)透射與掃描電子顯微鏡觀察得到，本實(shí)施例所得產(chǎn)物中石墨烯球形組裝體直徑分布范圍O. 1 2μπι，片層厚度疒3nm，石墨烯片層垂直組裝體球面取向。采用與實(shí)施例I相同的方法進(jìn)行充放電測(cè)試，結(jié)果表明，電流密度為50mA/g時(shí)，可逆容量為380mA h/g，循環(huán)50次后容量保持在350mA h/g。實(shí)施例5稱取6. 40g乙酰丙酮鐵(Fe (C5H7O2) 3)，3. 98g間苯二酚與I. 74g升華硫進(jìn)行攪拌混合(原子比Fe S=1 :3)，后將混合物轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中 注滿苯后加蓋密封。將反應(yīng)釜置于700瓦超聲水浴中振蕩30min，取出后放入220°C恒溫烘箱中保溫36h，待到反應(yīng)釜自然冷卻至室溫后將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，得到的固體產(chǎn)物在氮?dú)饬鞅Ｗo(hù)下進(jìn)行1000°C保溫2h碳化處理，得到黑色固體粉末。將該粉末置于過(guò)量的5M鹽酸溶液中攪拌72h后進(jìn)行抽濾并用大量去離子水將濾出物洗至洗出液的PH值等于7，最后所得濾出物在80°C進(jìn)行真空烘干后即得到石墨烯球形組裝體。通過(guò)透射與掃描電子顯微鏡觀察得到，本實(shí)施例所得產(chǎn)物中石墨烯球形組裝體直徑分布范圍O. f4ym，片層厚度f(wàn)4nm，石墨烯片層垂直組裝體球面取向。采用與實(shí)施例I相同的方法進(jìn)行充放電測(cè)試，結(jié)果表明，電流密度為50mA/g時(shí)，可逆容量為470mA h/g，循環(huán)50次后容量保持在345mA h/g。實(shí)施例6稱取3. 37g 二茂鐵(Fe (C5H5)2), 3. 40g苯酚與I. 16g升華硫進(jìn)行攪拌混合(原子比Fe S=1 :2)，后將混合物轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中注滿苯后加蓋密封。將反應(yīng)釜置于700瓦超聲水浴中振蕩30 min，取出后放入180°C恒溫烘箱中保溫60h，待到反應(yīng)釜自然冷卻至室溫后將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，得到的固體產(chǎn)物在氮?dú)饬鞅Ｗo(hù)下進(jìn)行800°C保溫2h碳化處理，得到黑色固體粉末。將該粉末置于5M鹽酸溶液中攪拌72h后進(jìn)行抽濾并用乙醇反復(fù)沖洗直至濾出物質(zhì)量不再發(fā)生變化，最后所得濾出物在80°C進(jìn)行真空烘干后即得到石墨烯球形組裝體。通過(guò)透射與掃描電子顯微鏡觀察得到，本實(shí)施例所得產(chǎn)物中石墨烯球形組裝體直徑分布范圍疒ΙΟμπι，片層厚度Γ7ηπι，石墨烯片層垂直組裝體球面取向。采用與實(shí)施例I相同的方法進(jìn)行充放電測(cè)試，結(jié)果表明，電流密度為50mA/g時(shí)，可逆容量為462mA h/g，循環(huán)50次后容量保持在370mA h/g。實(shí)施例7稱取6. 40g乙酰丙酮鐵(Fe (C5H7O2)3), 3. 40g苯酹與4. 06g升華硫進(jìn)行攪拌混合(原子比Fe S=1 :7)，后將混合物轉(zhuǎn)移入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中注滿苯后加蓋密封。將反應(yīng)釜置于700瓦超聲水浴中振蕩30min，取出后放入200°C恒溫烘箱中保溫36h，待到反應(yīng)釜自然冷卻至室溫后將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，得到的固體產(chǎn)物在氮?dú)饬鞅Ｗo(hù)下進(jìn)行700°C保溫2h碳化處理，得到黑色固體粉末。將該粉末置于5M鹽酸溶液中攪拌72h后進(jìn)行抽濾并用乙醇反復(fù)沖洗直至濾出物質(zhì)量不再發(fā)生變化，最后所得濾出物在80°C進(jìn)行真空烘干后即得到石墨烯球形組裝體。通過(guò)透射與掃描電子顯微鏡觀察得到，本實(shí)施例所得產(chǎn)物中石墨烯球形組裝體直徑分布范圍Γιο μ m,片層厚度Γ7ηπι，石墨烯片層垂直組裝體球面取向。采用與實(shí)施例I相同的方法進(jìn)行充放電測(cè)試，結(jié)果表明，電流密度為50mA/g時(shí)，可逆容量為502mA h/g，循環(huán)50次后容量保持在387mA h/g。以上所述僅是為了本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明所列舉的幾個(gè)具體實(shí)施例，并非用來(lái)限制本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述的特征、結(jié)構(gòu)及原理所做的 等效變化或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種石墨烯球形組裝體，組裝體直徑在0. f 10 之間，其中石墨烯片層沿垂直于組裝體球面取向，片層厚度為f7nm。
2.—種權(quán)利要求I所述石墨烯組裝體的制備方法，包括下述步驟 (1)將含鐵催化劑、有機(jī)酚類與硫按照物質(zhì)的量的比為1:2:f 1:2:10進(jìn)行攪拌混合并使其在有機(jī)溶劑中超聲分散均勻，將所得混合物在15(T250°C進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)4 72h，之后將產(chǎn)物在惰性氣氛保護(hù)下，60(Tl20(TC炭化處理2h ； (2)將炭化產(chǎn)物用過(guò)量的鹽酸進(jìn)行浸泡處理，除去其中的硫化鐵，然后過(guò)濾、清洗、干燥，得到目標(biāo)產(chǎn)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述石墨烯組裝體的制備方法，其特征在于所述含鐵催化劑為三氯化鐵、硝酸鐵、草酸鐵、二茂鐵或乙酰丙酮鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述石墨烯組裝體的制備方法，其特征在于所述有機(jī)酚類為苯酚、鄰甲酚、對(duì)苯二酚、鄰苯二酚或間苯二酚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種石墨烯球形組裝材料及其制備方法，該方法以鐵催化劑、升華硫及有機(jī)酚類作為反應(yīng)物，通過(guò)溶劑熱反應(yīng)，以及后續(xù)的炭化處理及酸處理過(guò)程，得到直徑分布均勻的石墨烯球形組裝體，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、材料制備成本低、純度高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明得到的石墨烯材料在鋰電池中表現(xiàn)處理出良好的儲(chǔ)鋰性能。
文檔編號(hào)C01B31/04GK102807211SQ201210306939
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者宋懷河, 武斌, 陳曉紅 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)