[发明专利]一种制备石墨烯材料的方法及其在化学储能和/或转化中的用途

权利要求书

1.一种制备石墨烯材料的方法，其包括如下步骤：

1)将氧化石墨烯添加至分散介质中以获得氧化石墨烯的悬浮液；

2)将所述悬浮液喷雾干燥，从而获得氧化石墨烯颗粒；

3)通过气氛还原将所述氧化石墨烯颗粒还原。

2.根据权利要求1的方法，其中在步骤1)中，还向在所述悬浮液中添加添加剂；其中所述添加剂为能在步骤2)的喷雾干燥温度或步骤3)的还原温度下与氧化石墨或者石墨烯之间发生物理或者化学反应以形成新的化学结构的那些，例如含氨基有机化合物如氨基酸、尿素、硫脲、芳香胺化合物如对苯二胺，含羟基的有机化合物如乙二醇、甘油、环糊精、葡萄糖；以及甲醛；能在步骤2)的喷雾干燥温度下发生聚合反应，从而与氧化石墨烯形成混合物或者引发所述聚合反应的化合物，例如聚合物单体如苯乙烯、甲基丙烯酸、苯胺以及引发剂如自由基聚合引发剂，阳离子聚合引发剂、阴离子聚合引发剂；能在步骤3)的还原温度下分解产生气体的那些，如氨基酸、乙酸铵、碳酸氢铵。

3.根据权利要求2的方法，其中所述添加剂的用量基于所述分散介质重量为0.0001-30重量%，优选为0.001-20重量%，更优选为0.01-15重量%，更优选为0.01-10重量%，最优选为0.01-5重量%。

4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中在压力喷雾技术中，喷雾压力为1-10MPa，优选4-6MPa，进风温度为120-200°C，优选140-160°C，出风温度为80-120°C，优选90-100°C；在离心喷雾技术中，离心速度为50-10000转/分钟，优选2000-5000转/分钟。

5.一种制备石墨烯材料的方法，其包括如下步骤：

1)将氧化石墨烯添加至分散介质中以获得氧化石墨烯的悬浮液；

2)将所述悬浮液喷雾干燥，从而获得氧化石墨烯颗粒；

3)首先在低温气氛下还原所述氧化烯石墨颗粒，随后在高温气氛下进行还原，由此获得多孔石墨烯微球。

6.根据权利要求5的方法，其中低温气氛还原的温度为80-200°C，优选为100-180°C，更优选为150°C；高温气氛还原的温度为高于200°C至1000°C，优选为400-800°C，更优选为600°C。

7.根据权利要求5-6中任一项的方法，其中在步骤1)中，还向在所述悬浮液中添加添加剂；其中所述添加剂为能在步骤2)的喷雾干燥温度或步骤3)的还原温度下与氧化石墨或者石墨烯之间发生物理或者化学反应以形成新的化学结构的那些，例如含氨基有机化合物如氨基酸、尿素、硫脲、芳香胺化合物如对苯二胺，含羟基的有机化合物如乙二醇、甘油、环糊精、葡萄糖；以及甲醛；能在步骤2)的喷雾干燥温度下发生聚合反应，从而与氧化石墨烯形成混合物或者引发所述聚合反应的化合物，例如聚合物单体如苯乙烯、甲基丙烯酸、苯胺以及引发剂如自由基聚合引发剂，阳离子聚合引发剂、阴离子聚合引发剂；能在步骤3)的还原温度下分解产生气体的那些，如氨基酸、乙酸铵、碳酸氢铵。

8.根据权利要求5-7任一项的方法，其中步骤3)中的低温和高温气氛还原在还原性气氛下进行，所述还原性气氛为H₂、NH₃、BH₃、PH₃、H₂S中的一种或多种，其中任选添加N₂。

9.一种通过权利要求1-8任一项的方法获得的石墨烯材料。

10.通过权利要求1-8任一项的方法获得或者根据权利要求9的石墨烯材料的用途，其中将其用作超级电容器的电极材料，用作催化剂载体或红外光学材料。