[发明专利]一种石墨烯/二氧化锰复合材料的制备方法

摘要

本发明公开一种石墨烯/二氧化锰复合材料的制备方法。即直接在有机溶剂中超声剥离石墨得到石墨烯分散液，再向所得的石墨烯分散液中添加锰离子盐，石墨烯会吸附添加的锰离子而带正电荷，再采用电泳沉积法制备出石墨烯/二氧化锰复合材料。本方法的石墨烯采用液相超声剥离法制备，未经过氧化处理，缺陷较少，保留了石墨烯的完整结构；使用电泳沉积法可以在任意三维导电基体表面均匀可控的沉积石墨烯/二氧化锰复合材料。该方法具有操作简单、生产成本低、产品均一性好、易控制等优点。

主权项

一种石墨烯/二氧化锰复合材料的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：（1）、石墨烯分散液的制备按石墨:有机溶剂1为1g:1L的比例，将石墨加入到有机溶剂1中控制温度20‑40℃超声功率200W进行超声2‑20h得到分散液；所述的有机溶剂1为1‑甲基‑2‑吡咯烷酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、丁内酯、丙酮或乙醇；所述的石墨为石墨粉或天然鳞片石墨；将上述所得的分散液在4000r/min的转速下离心分离0.5‑2h，得到的上层清液即为石墨烯分散液；（2）、带电荷石墨烯分散液的制备：按锰离子盐:有机溶剂2为1g:1L的比例，将锰离子盐溶于有机溶剂2中得到锰离子盐溶液；所述有机溶剂2与步骤（1）中所用的有机溶剂1相同；将上述所得的锰离子盐溶液加入到步骤（1）中所得的石墨烯分散液中，使锰离子浓度为0.1‑10mmol/L，石墨烯固体含量为0.01‑0.1g/L，然后超声30min使石墨烯吸附锰离子而带正电荷即得带正电荷的石墨烯分散液；所述的锰离子盐为硝酸锰、氯化锰、硫酸锰或醋酸锰；（3）、电泳沉积法制备石墨烯/锰复合材料在电泳沉积池中将步骤（2）所得的带正电荷的石墨烯分散液作为电泳沉积的电解液；以铜、铝、镍或不锈钢，或以涂覆铜、铝、镍或不锈钢的导电基底，或以涂覆导电材料的导电基底作为电泳沉积池的正极极片；以不限制组成材料和三维结构的导电基底为负极极片进行电泳沉积，从而将带正电荷的石墨烯分散液中的石墨烯沉积到负极极片上，然后将负极极片置于80℃烘箱干燥12h，即在负极极片的表面得到一层石墨烯/二氧化锰复合材料；上述的电泳沉积过程控制正、负极片之间的间距为1‑50mm，外加电压为10‑100V，电泳沉积过程温度为40‑120℃，时间为1‑60min。