[发明专利]一种石墨烯膜电极的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯膜电极的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1）称取氧化石墨烯固体搅拌溶解于水中，采用超声波分散处理，得到浓度为1-2mg/ml的氧化石墨烯分散液；

2）取氧化石墨烯分散液的5-20%置于真空抽滤装置中，通过滤膜真空抽滤，得到附着在滤膜上的氧化石墨烯膜层；

3）在剩余的氧化石墨烯分散液中加入促进剂调节氧化石墨烯分散液的pH值为9-11后，再加入还原剂，在温度为80-95℃的条件下，搅拌还原反应1-6小时；然后用纯水洗涤，抽滤中性，去除多余的还原剂和促进剂，干燥，得到石墨烯固体；将石墨烯固体溶解于100ml的纯水中，采用超声波分散处理，得到石墨烯分散液；

步骤3）中所述的促进剂为质量分数为28%的氨水或质量分数为5%的碳酸钠水溶液；

4）在石墨烯分散液中加入支撑剂，采用超声波分散处理，得到石墨烯混合液；

步骤4）中所述的支撑剂是金属氧化物粉末或导电炭黑；所述的金属氧化物粉末为四氧化三锰；

5）将石墨烯混合液倒入步骤2）滤膜附着有氧化石墨烯膜层的真空抽滤装置中，继续真空抽滤，在氧化石墨烯膜层上复合一层石墨烯膜层形成石墨烯/氧化石墨烯复合膜，得到附着在滤膜上的石墨烯/氧化石墨烯复合膜；

6）将附着有石墨烯/氧化石墨烯复合膜的滤膜从真空抽滤装置内取出，常温下浸泡在氢碘酸水溶液中，轻轻晃动使得滤膜与石墨烯/氧化石墨烯复合膜分离；

7）滤膜与石墨烯/氧化石墨烯复合膜分离后，将滤膜取出，石墨烯/氧化石墨烯复合膜继续浸泡在氢碘酸水溶液中，在温度为80-95℃的条件下静置，反应0.5-3小时，得到湿润的石墨烯膜；

8）取出湿润的石墨烯膜，用清洗剂浸泡去除附着的氢碘酸后，常温下放置晾干，制得石墨烯膜电极。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯膜电极的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述的氧化石墨烯固体是通过Brodie法、Staudenmaier法或Hummers法制备而得。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯膜电极的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述的滤膜为PVDF滤膜或CN-CA混合纤维素滤膜。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯膜电极的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述的氧化石墨烯膜层厚度为20-50μm。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯膜电极的制备方法，其特征在于：步骤3）中所述的还原剂是水合肼、硼氢化钠水溶液、苯肼水溶液、尿素水溶液、葡萄糖水溶液、氢溴酸水溶液、硫代硫酸钠水溶液或维生素C水溶液中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯膜电极的制备方法，其特征在于：所述的支撑剂添加量为氧化石墨烯固体质量的0.5-15%。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯膜电极的制备方法，其特征在于：步骤1）、步骤3）和步骤4）中所述的超声波分散处理均为在超声波功率为10-30KHz、温度为20-35℃的条件下，进行超声波处理0.5-1.5小时。

8.根据权利要求1所述的一种石墨烯膜电极的制备方法，其特征在于：步骤6）中所述的氢碘酸水溶液的质量分数为40-47%。

9.根据权利要求1所述的一种石墨烯膜电极的制备方法，其特征在于：步骤8）中所述的清洗剂是由纯水、乙醇或丙酮中的一种以上组成。