[发明专利]一种电化学制备超薄石墨烯纳米片的方法

摘要

本发明涉及一种电化学制备超薄石墨烯纳米片的方法，属于石墨烯制备技术领域。本发明是以层状石墨形成的电极为阳极，金属或石墨电极为阴极，以含羧酸的液相体系作为电解液和插层源，在所述阳极和阴极之间施加一定电流，进行电化学反应，形成羧酸插层石墨化合物，然后进行热剥离和机械剥离，多次重复，获得平均厚度不超过2nm或层数不超过5层的超薄石墨烯纳米片。本发明的制备工艺不需要高温剥离，不产生废气，也不使用强酸，可最大程度地降低对环境的危害，且本发明能够形成更均匀剥离的GICs，适用于生产尺寸更小更均匀的纳米级石墨烯薄片，且本发明制备方法简单，能耗低，对设备要求低、耗时短，适合工业化生产。

主权项

1.一种电化学制备超薄石墨烯纳米片的方法，其特征在于：所述方法具体包括如下步骤：(a)以层状石墨形成的电极为阳极，金属或石墨电极为阴极，以含羧酸的液相体系作为电解液和插层源，在所述阳极和阴极之间施加一定电流，进行电化学反应，形成羧酸插层石墨化合物，其中，所述施加电流的电流密度为20‑600A/m2；插层反应时间为2‑5h；(b)将步骤(a)形成的羧酸插层石墨化合物加热，进行热剥离，所述热剥离温度为300‑800℃，热剥离时间为10s‑2min，形成剥离石墨片和少量纳米石墨烯薄片；(c)将部分步骤(b)形成的剥离石墨片进行机械剪切剥离，形成纳米石墨烯薄片；(d)收集步骤(b)和步骤(c)形成的剥离石墨片和纳米石墨烯薄片，并将其作为阳极材料，重复步骤(a)，再次进行电化学插层处理；(e)依次重复步骤(b)、步骤(c)、步骤(d)，直至全部形成本发明所述的超薄石墨烯纳米片，其中：所述超薄石墨烯纳米片的平均厚度不超过2nm或层数不超过5层。