[发明专利]一种石墨烯-碳纳米管双组份悬浮液的制备方法

说明书

本发明提供一种石墨烯‑碳纳米管双组份悬浮液的制备方法，包括以下步骤：（1）制备氧化石墨烯分散液；（2）将苯并（a）芘加入氧化石墨烯分散液中，搅拌，静置，反应后加入还原剂，加热搅拌，然后离心，洗涤，烘干干燥，得到成品石墨烯；（3）然后将纯化的碳纳米管与表面活性剂混合，加入到无水乙醇溶液中，加热搅拌，超声分散，得到改性碳纳米悬浮液，离心，洗涤，干燥，得到改性碳纳米管；（4）将成品石墨烯和改性碳纳米管加入到溶剂B中，超声分散即可；其中，溶剂B为无水乙醇、二甲苯、去离子水、DMF中的任意一种。最终得到的石墨烯‑碳纳米管悬浮液稳定且不易团聚。

技术领域

本发明属于石墨烯技术领域，具体涉及一种石墨烯-碳纳米管双组份悬浮液的制备方法。

背景技术

石墨烯是从石墨中剥离出来的一种结构主要是由碳原子以sp²杂化轨道构成的一种六边形的具有蜂窝结构的二维碳纳米材料，从狭义的角度来看它是单层碳原子，厚度仅为0.535nm。但实际上常见的石墨烯的层数一般大于10层。而且它具有优异的力学性能（1.06×10³ GPa）、导电性能（1.5×104 cm² /(V·s)）、导热性能（3×10³W/(m•K），并且比表面积达到2.6×10² m² /g。由于石墨烯有诸多的优点使得它在医学、材料、力学、化学的诸多领域都有着重要的应用。

碳纳米管中的碳原子以sp² 杂化为主，而且其网格结构有一定程度的弯曲，形成空间拓扑结构，形成一些sp³ 杂化键，所以其形成了一种有sp² 和sp³杂化的一种结构状态，其中碳纳米管的性能和石墨烯类似。

但由于石墨烯和碳纳米管独特的疏水疏油性导致其在大多数溶剂中团聚，不能很好地分散，难以发挥其优异的性能。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种石墨烯-碳纳米管双组份悬浮液的制备方法，分散性能好。

一种石墨烯-碳纳米管双组份悬浮液的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照料液比5g：1000mL将氧化石墨烯加入到溶剂A中，超声分散，得到氧化石墨烯分散液；

（2）将苯并（a）芘加入氧化石墨烯分散液中，搅拌20min，然后静置30min，然后在70-80℃下搅拌8-12h，冷却至室温，加入还原剂，在30-40℃下加热搅拌20min，冷却至室温后静置2h，然后离心，离心得到的沉淀用水洗涤后，40～50℃下烘干干燥，得到成品石墨烯；

（3）将碳纳米管纯化，然后将纯化的碳纳米管与表面活性剂混合，加入到无水乙醇的水溶液中，在50-60℃下加热搅拌2h，超声分散，得到改性碳纳米悬浮液，然后离心，将离心得到的沉淀用水洗涤后，40～50℃下烘干干燥，得到改性碳纳米管；

（4）将成品石墨烯和改性碳纳米管加入到溶剂B中，超声分散，得到石墨烯-碳纳米管双组份悬浮液；

其中，溶剂A为无水乙醇、二甲苯、去离子水、DMF中的任意一种；

溶剂B为无水乙醇、二甲苯、去离子水、DMF中的任意一种；

其中，溶剂A为无水乙醇、二甲苯、去离子水、DMF中的一种或任意几种；

溶剂B为无水乙醇、二甲苯、去离子水、DMF中的一种或任意几种。

优选地，氧化石墨烯：苯并（a）芘：还原剂的质量比为1：0.2：（3-5）；步骤（3）中碳纳米管：表面活性剂：无水乙醇的水溶液的加入比例为（0.3-0.5）g：（0.23-0.38）g：100mL；步骤（4）中成品石墨烯、改性碳纳米管、溶剂B的加入比例为1g：1g：100mL。