[发明专利]一种氟化石墨烯纳米带的制备方法

说明书

本发明提供了一种以氟气作为氟源制备氟化石墨烯纳米带的方法，包括以下步骤：将无水碳纳米管，在‑0.07～0MPa，280～450℃条件下，在氟气氛围中氟化，得到氟化石墨烯纳米带。本发明提供的方法操作简单，原料来源广，成本低，产量高，产量能够达到几十毫克甚至百克，而且后处理简单，一步反应即可制得氟化石墨烯纳米带。制备的氟化石墨烯纳米带具有很好超疏水性、化学稳定性，可应用于防护冰等领域，具有非常好的应用前景。

技术领域

本发明涉及石墨烯技术领域，尤其涉及一种氟化石墨烯纳米带的制备方法。

背景技术

氟化石墨烯纳米带是石墨烯的一种重要的衍生材料，石墨烯是一种带有平面晶格的碳材料，是一种被证明具有电荷的半金属，具有竞争或超过所有的电子学中使用的已知材料，还是一种零能隙半导体材料。石墨烯纳米带则是具有大的长宽比的一种石墨烯，其在电学上的应用有些时候会受到一些局限，为了打开能带一般可以将电子限制在纳米带上或者对石墨烯纳米带的双层结构进行一些修改，对石墨烯进行化学修饰是其中一种扩展能带的方法。当氧原子、氢原子或者氟原子通过共价键与石墨烯纳米带中的碳原子结合时，形成了宽的禁带。氟原子接到了每个单独的碳原子上，这就可以消除电子云，也可以防止电流的常态流动，但这不会影响微观结构上完整的石墨烯架构。

氟化石墨烯纳米带是一种机械强度高，热学与化学性能稳定的化合物，这种新物质的诞生将对电子应用产生巨大影响，它将改进电子质量，氟化石墨烯纳米带可以用作隧道障碍，或者作为高质量屏障材料，应用于有机电子产品中。而且氟化石墨烯纳米带具有非常好的超疏水性能，可以在防冰领域有很好的应用前景。

目前的氟化石墨烯纳米带的制备方法是先把碳纳米管切割成氧化石墨烯纳米带，然后再通过气相氟化和还原的方法制得氟化石墨烯纳米带。该方法能耗高，过程复杂，产量低，难以工业化推广。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种氟化石墨烯纳米带的制备方法，制备方法简单。

本发明提供了一种氟化石墨烯纳米带的制备方法，包括以下步骤：

将无水碳纳米管，在-0.07～0MPa，280～450℃条件下，在氟气氛围中氟化，得到氟化石墨烯纳米带。

优选的，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管。

优选的，所述无水碳纳米管的除水方式为：

将碳纳米管、干燥剂放入真空干燥箱中，80～120℃真空干燥。

优选的，所述干燥剂为无水五氧化二磷。

优选的，所述无水碳纳米管在使用前经二次干燥：无水碳纳米管在反应器中，真空，280～450℃保温30～300min。

优选的，所述氟气氛围为氟气或氟气和惰性气体的混合气体。

优选的，所述混合气体中，氟气的体积比例为10％～50％。

优选的，所述惰性气体为氮气。

优选的，所述氟化的时间为4～12h。

优选的，所述制备方法还包括纯化操作；将碳纳米管或无水碳纳米管在H2的氛围下纯化，所述纯化的温度为500～800℃，所述纯化的时间为5～10h。

与现有技术相比，本发明提供了一种以氟气作为氟源制备氟化石墨烯纳米带的方法，包括以下步骤：将无水碳纳米管，在-0.07～0MPa，280～450℃条件下，在氟气氛围中氟化，得到氟化石墨烯纳米带。本发明提供的方法操作简单，原料来源广，成本低，产量高，产量能够达到几十毫克甚至百克，而且后处理简单，一步反应即可制得氟化石墨烯纳米带。制备的氟化石墨烯纳米带具有很好超疏水性、化学稳定性，可应用于防护冰等领域，具有非常好的应用前景。

附图说明