[发明专利]一种制备单层石墨烯的方法

摘要

一种制备单层石墨烯的方法，向石墨中加入无机酸、苯磺酸钠、过氧苯甲酸，在反应温度为20‑30℃下反应后加入KMnO4，搅拌均匀后在反应温度为60‑65℃下，反应后，得到棕黄色溶液；向棕黄色溶液中加入水进行稀释，再加入H2O2至溶液为亮黄色，然后过滤，向滤液中加入乙醇搅拌均匀，过滤后将滤饼采用酸洗后水洗至中性，得到氧化石墨；向氧化石墨中加入乙二胺，在超声反应器中反应后，得到单层石墨烯。本发明得到的石墨烯层数较少、不易团聚，克服了单层石墨烯在自然状态下新重新堆叠及表面吸氧的问题。这种一步剥离还原法制备石墨烯的方法绿色简单，且节约时间成本和生产成本，可以进行大规模生产应用，具有广泛的工业应用前景。

主权项

一种制备单层石墨烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)向石墨中分别加入无机酸、苯磺酸钠、过氧苯甲酸，在反应温度为20‑30℃下反应1.5‑3h后加入KMnO4，搅拌均匀后在反应温度为60‑65℃下，反应3‑5h，得到棕黄色溶液；其中，石墨、苯磺酸钠、过氧苯甲酸、无机酸的质量比为1：(3‑5)：(6‑9)：(25‑30)；KMnO4与石墨的质量比为(8‑12):1；(2)向棕黄色溶液中加入水进行稀释，再加入H2O2至溶液为亮黄色，然后过滤，将滤饼加入到乙醇中并搅拌均匀，过滤后将滤饼采用酸洗后水洗至中性，得到氧化石墨；(3)向氧化石墨中加入乙二胺，使氧化石墨均匀分散于乙二胺中，然后在超声反应器中反应3‑4h，功率为500‑700W，20‑40KHz；反应结束后，将反应液过滤，并用乙醇洗涤，得到黑色固体，干燥后得到单层石墨烯；所述无机酸为浓H2SO4或浓HNO3；所述氧化石墨与乙二胺的质量比为1:(50‑60)。