[发明专利]一种高纯度、高浓度石墨烯悬浮液的制备方法

摘要

一种高纯度、高浓度的石墨烯悬浮液的制备方法，以天然鳞片石墨与强氧化剂反应得到氧化石墨；再将其分散于分散剂中，超声分散得到氧化石墨烯悬浮液；在氮气保护下，将氧化石墨烯悬浮液与水合肼混合，在恒温和超声辐射下反应即可制备出稳定的石墨烯悬浮液。相比于传统制备石墨烯悬浮液的方法，此方法在氧化石墨烯的还原过程中引入超声波，具有以下优点：制备的石墨烯悬浮液具有高浓度(＞1mg·mL-1)、高纯度(无表面活性剂等杂质的影响)、高分散稳定性(稳定分散的时间大于60天)等优点；由此方法制备的石墨烯具有较高的电导率(＞700S·m-1)、较少的层数和较高的纯度；大大加快了还原反应的速度，提高了生产效率。此外，此方法不需要高温，工艺简单易行，非常适合于工业上大规模生产。

主权项

一种高纯度、高浓度的石墨烯悬浮液的制备方法，其特征在于：1)氧化石墨的制备：取2-50g天然鳞片石墨与25-600mL强酸溶液混合均匀后，再加入3-75g的氧化剂在-2℃到4℃水浴中反应0.5-4h后，再于20-40℃反应0.5-24h，然后再加入50-1150mL的蒸馏水在60-100℃反应0.5-12h，再用0.1-3L蒸馏水稀释终止氧化反应，过滤并用蒸馏水洗涤至中性，真空干燥得到氧化石墨固体；2)氧化石墨烯悬浮液的制备：将氧化石墨固体加入到分散剂中配置成1.0-2.0mg·mL-1的氧化石墨悬浮液，将该氧化石墨悬浮液在超声波作用下分散0.5-12h，得到均匀稳定的氧化石墨烯悬浮液；3)石墨烯悬浮液的制备：将氧化石墨烯悬浮液在氮气保护下，控制反应温度为40-80℃加入还原剂，在频率为20-100kHz的超声波辐射下反应10-180min，得到均匀稳定的高浓度石墨烯悬浮液，其中氧化石墨烯悬浮液与还原剂的质量比是10∶5-9。