[发明专利]一种石墨烯复合结构材料的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯复合结构材料的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：

(1)利用气相沉积的方法制备石墨烯膜：

使用甲烷为生长气体，以氩气为保护气体，氢气为还原气体，用镍金属箔作为催化剂，通过控制甲烷的流量控制生成的石墨烯膜的厚度，使石墨烯膜的厚度为2-6微米，在800-1050摄氏度下对石墨烯膜进行退火处理，得到石墨烯膜；

(2)对石墨粉进行氧化剥离处理，得到氧化石墨烯水溶液：

将石墨粉和质量百分比浓度为98wt％的浓硫酸混合均匀，混合比例为：石墨粉:浓硫酸＝1∶(20-50)，得到第一溶液，在冰浴搅拌条件下，在第一溶液中加入高锰酸钾，高锰酸钾的加入比例为：第一溶液∶高锰酸钾＝1∶(0.1-0.3)，得到第二溶液，将第二溶液升温至30-40℃，搅拌1-3小时，缓慢加入去离子水，去离子水的加入体积比为：去离子水∶第二溶液＝(2-3)∶1，得到第三溶液，将第三溶液升温至80-100℃，搅拌1-2小时，得到第四溶液，在第四溶液中加入去离子水，去离子水的加入体积比为：去离子水∶第四溶液＝(3-5)∶1，搅拌均匀，冷却至室温，得到第五溶液，在第五溶液中加入质量百分- 比 浓度为30wt％的双氧水，加入比例为：第五溶液∶双氧水＝(1-5)∶50，然后抽滤，再使用去离子水离心洗涤，得到氧化石墨烯水溶液，氧化石墨烯水溶液的浓度为2-20mg/mL；

(3)将上述步骤(1)制备得到的石墨烯膜置于上述步骤(2)的氧化石墨烯水溶液表面，然后置于液氮浴或者低于-15℃的环境中冷冻成块，得到石墨烯膜/氧化石墨烯凝胶复合冷冻块体材料；

(4)将上述步骤(3)的石墨烯膜/氧化石墨烯凝胶复合冷冻块体材料置于冷冻干燥机中，干燥12-72小时，冷冻干燥机中的内部压力低于100Pa，得到石墨烯膜/氧化石墨烯泡沫复合材料；

(5)对上述步骤(4)的石墨烯膜/氧化石墨烯泡沫复合材料进行还原处理，还原处理的方法为高温加热还原法或者激光照射还原法；其中所述的高温加热还原法为：将石墨烯膜/氧化石墨烯泡沫复合材料在惰性气体氛围下，加热至200-500℃，保温2-4小时，自然冷却；其中所述的激光照射还原法为：采用功率大于1W的激光器照射石墨烯膜/氧化石墨烯泡沫复合材料1-5秒；得到石墨烯膜/石墨烯泡沫复合材料；

(6)在上述步骤(5)的石墨烯膜/石墨烯泡沫复合材料的石墨烯膜一侧打孔，打孔的密度为0.1-1个每平方厘米，孔直径为0.5-5mm，得到石墨烯复合结构材料。