[发明专利]石墨烯纳米带的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

使用稀酸溶液对金属衬底进行刻蚀；

在无氧和保护气体的氛围下，将所述金属衬底加热至600℃~900℃；

在紫外光的照射下，向所述金属衬底表面通入甲烷、乙烷、丙烷、乙炔及乙醇中的一种，经过光催化化学气相沉积反应30分钟~300分钟，在所述金属衬底表面生成碳纳米壁；

反应完成后，在所述保护气体的氛围下将附有碳纳米壁的金属衬底冷却至室温，然后将所述碳纳米壁从所述金属衬底的表面刮下，得到碳纳米壁粉末；

将所述碳纳米壁粉末放置于集流体上并压制成碳纳米壁片层得到工作电极；

将对电极、参比电极及所述工作电极共同浸泡于离子液体电解液中，对所述工作电极施加0.1V~20V的正向电压，保持0.1小时~10小时，然后再向所述工作电极施加-20V~-0.1V的反向电压，保持0.1小时~10小时，得到石墨烯纳米带与离子液体电解液的混合物，将所述混合物进行过滤，洗涤滤渣并干燥得到石墨烯纳米带。

2.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述使用稀酸溶液对金属衬底进行刻蚀的步骤具体为：将所述金属衬底放入浓度为0.01mol/L~1mol/L的稀酸溶液中刻蚀0.5分钟~10分钟。

3.根据权利要求2所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述使用稀酸溶液对金属衬底进行刻蚀步骤具体为：将所述金属衬底放入浓度为0.1mol/L~0.5mol/L的稀酸溶液中刻蚀1分钟~3分钟。

4.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述紫外光的波长为200~400nm。

5.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述甲烷、乙烷、丙烷、乙炔及乙醇中的一种的流量为10sccm~1000sccm。

6.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述甲烷、乙烷、丙烷、乙炔及乙醇中的一种与所述保护气体的体积比为2~10:1。

7.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述衬底为铁箔、镍箔及钴箔中的一种。

8.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述离子液体电解液选自1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸、1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰碳、1-乙基-3-甲基咪唑五氟乙酰亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑二氰化氮、1-乙基-3,5-二甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺、1,3-二乙基-4-甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺及1,3-二乙基-5-甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺中的一种。

9.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述洗涤滤渣并干燥得到石墨烯纳米带的步骤具体为：将所述滤渣用1-甲基-2-吡咯烷酮或N,N-二甲基甲酰胺洗涤3~6次，再依次用乙醇、丙酮及去离子水洗涤，然后将洗涤后的滤渣于60℃~100℃下真空干燥至恒重得到石墨烯纳米带。

10.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述保护气体选自氦气、氮气及氩气中的一种。