[发明专利]一种三维石墨烯的制备方法

权利要求书

1.一种三维石墨烯的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

（1）将氧化石墨烯在去离子水中超声分散，获得氧化石墨烯水溶液；

（2）将三维金属泡沫浸入步骤（1）得到的氧化石墨烯溶液，通过水热法或化学还原法，制备孔内负载有石墨烯水凝胶的三维金属泡沫；或直接将浸有泡沫镍的氧化石墨烯溶液冷冻干燥，得到孔内负载有石墨烯气凝胶的三维金属泡沫；

（3）将步骤（2）所得的孔内负载有石墨烯水凝胶的三维金属泡沫通过冷冻干燥，获得孔内负载有石墨烯气凝胶的三维金属泡沫；

（4）以步骤（2）或步骤（3）所得的孔内负载有石墨烯气凝胶的三维金属泡沫为模板，利用化学气相沉积法，得到含基底的三维石墨烯；

（5）将步骤（4）所得的含基底的三维石墨烯通过聚合物保护后，经刻蚀、清洗，得到三维石墨烯。

2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，氧化石墨烯水溶液浓度为 3 mg/mL – 15 mg/mL。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，三维金属泡沫材料为镍、铜中的一种或合金。

4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，水热法的反应温度为170℃ – 230℃，时间为6 –15小时；化学还原法使用的还原剂选自：亚硫酸氢钠、抗坏血酸、硫化钠、抗坏血酸钠、水合肼、次磷酸/碘、对苯二酚、氢碘酸，反应温度为80℃ – 100℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，化学气相沉积法生长使用气体碳源、液体碳源或固体碳源，所用气体碳源选自甲烷、乙烷、乙烯、乙炔中的一种或几种的组合；液体碳源选自苯、甲苯、甲醇、乙醇、丙酮中的一种或几种组合；固体碳源选自：蔗糖、葡萄糖、聚甲基丙烯酸甲脂、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙二醇、聚碳酸酯中的一种或几种的组合。

6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，化学气相沉积法生长温度为600 – 1200℃，生长时间为30 s – 10 h, 生长压力为10 mTorr – 760 Torr。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，所述用于保护的聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚苯乙烯或聚丙烯；刻蚀采用的刻蚀溶液选自含硫酸、盐酸、硝酸、氯化铁、硝酸铁、过硫酸铵和Marble试剂中的任意一种或两种以上的混合物的溶液。