[发明专利]一种石墨烯导电材料制备方法

说明书

本发明公开一种石墨烯导电材料制备方法，包括以下步骤：将氧化石墨烯加入到去离子水中，加入磷酸，搅拌均匀，加入氢氧化锂，搅拌混合，通入氮气，依次加入硫酸亚铁和葡萄糖，搅拌均匀，送入到反应釜中，保温反应10‑12h，出料，将沉淀用无水乙醇洗涤2‑3次，干燥10‑12h，得改性石墨烯；将改性石墨烯与分散剂混合，超声分散，加入金属盐溶液，再次超声分散；金属基膜放置于上述溶液中，采用水热法反应3‑4h，70‑80℃烘干得到石墨烯膜导电材料。本发明在改性后的石墨烯中混入金属离子，并附着在金属薄膜上，形成石墨烯与金属的复合薄膜，提高了导电和力学等性能，特别适合于使用在锂电池、印刷电路等应用领域。

技术领域

本发明属于导电材料技术领域，特别涉及一种石墨烯导电材料制备方法。

背景技术

导电高分子是一类含有共轭结构的高分子，通过化学、电化学或离子等方式掺杂可以使聚合物的电导率水平从绝缘级别达到金属级别，在电容器、能源、金属防腐和生物传感器方面具有良好的应用前景；目前，有很多有机原料其与无机纳米材料复合形成有机无机纳米复合材料。无机物的引入改善其原有性能，而且有机物与无机物之间的协同作用，使得复合材料的性能优于单一组分性能的简单加和。

石墨烯特殊的结构赋予了它诸多优异的性能，应用前景广泛。然而，也正是由于石墨烯结构上每个碳原子都以sp2杂化的方式结合在一起构成二维平面上一个大的共轭π键，而两个大的共轭π键之间会产生π-π相互作用，同时，石墨烯拥有超高的比表面积，相互之间极易团聚，很难均匀分散在溶剂和介质中，这导致石墨烯的应用受到很大的限制。石墨烯材料除了在电子元器件方面表现出优异的电性能外，另外一个重要用途是制备高性能的纳米复合材料。

当前，石墨烯作为导电剂或复合导电包覆材料已经在锂电池、印刷电路等应用领域发挥了较好作用。但是，一般只是单纯的使用石墨烯，有机无机复合材料的使用则极少。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种石墨烯导电材料制备方法，在改性后的石墨烯中混入金属离子，并附着在金属薄膜上，形成石墨烯与金属的复合薄膜，提高了导电和力学等性能，特别适合于使用在锂电池、印刷电路等应用领域。

本发明采用的技术方案是：一种石墨烯导电材料制备方法，包括以下步骤：

a.将氧化石墨烯加入到去离子水中，加入磷酸，搅拌均匀，加入氢氧化锂，搅拌混合30-40min，通入氮气，依次加入硫酸亚铁和葡萄糖，搅拌均匀，送入到反应釜中，在200-240℃下保温反应10-12h，出料，将沉淀用无水乙醇洗涤2-3次，在50-55℃下干燥10-12h，得改性石墨烯；

b.将改性石墨烯与分散剂混合，超声分散，加入金属盐溶液，再次超声分散；

c.金属基膜放置于上述溶液中，采用水热法，85-95℃条件下反应3-4h，70-80℃烘干得到石墨烯膜导电材料。

作为优选，步骤a中，将90-100份的氧化石墨烯加入到其重量100-110倍的去离子水中，加入17-20份磷酸，搅拌均匀，加入20-30份氢氧化锂，搅拌混合30-40min，通入氮气，依次加入8-12份硫酸亚铁和1-2份葡萄糖，搅拌均匀，以上各份数为重量份数。

作为优选，步骤b中，改性石墨烯与分散剂按质量比1∶20-40，超声分散时间为20-50min。

作为优选，所述分散剂为乙二醇、丙三醇、乙醇、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃和水中的一种或多种。

作为优选，所述改性石墨烯与金属盐溶液的摩尔比为1∶0.1-0.5。

作为优选，所述金属盐溶液中的金属为钯、铂、银、铑、铝、镍中的一种或多种，所述金属盐为硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐、磷酸盐、草酸盐、乙酸盐、甲酸盐、丙酸盐、丁酸盐和戊酸盐中的一种或多种。

作为优选，所述金属基膜为钯、铂、银、铑、铝、镍中的一种。