一种高强度柔性石墨烯泡沫体的制备方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201710705763.X
申 请 日：20170817
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20171212
公 开 号：CN107459034A
代 理 人：
代理机构：
摘 要：一种高强度柔性石墨烯泡沫体的制备方法，属于石墨烯材料领域。本发明首先将碳纳米增韧剂均匀地负载在泡沫金属表面上，经CVD和去除基体，得到一种高强度柔性石墨烯泡沫体。本发明利用碳纳米增韧剂与石墨烯产生共价键结合以实现对石墨烯泡沫体的原位增韧，从而显著提高了石墨烯泡沫体的力学性能，在去除泡沫金属基体和转移过程中无需聚合物的辅助。本发明方法具有工艺简单，操作方便，产品形貌可控，适于规模化生产，便于推广应用，生产成本低等特点。采用本发明方法制备的石墨烯泡沫体力学性能优异，且具有比重小、比表面积大、柔性强、导电导热性强等特性，可广泛用于吸附、电催化、高灵敏度传感器、能源储存及柔性电子器件等领域。??全部
主 权 项：一种高强度柔性石墨烯泡沫体的制备方法，其特征在于所述的制备方法，具体步骤如下：(1)泡沫金属表面处理①将泡沫金属完全浸泡在0.01?2.00M稀盐酸中，在超声功率为60?100W的条件下超声清洗3?20分钟，以除去表面的氧化物；②用去离子水清洗泡沫金属3?20分钟，直至清洗后的去离子水为中性以完全除去残余盐酸；③最后用无水乙醇清洗泡沫金属3?20分钟后阴凉处静置干燥。(2)碳纳米增韧剂的负载①配制表面活性剂的水溶液A，所述溶液A中表面活性剂的浓度为0.1?5.0g/L；②将碳纳米增韧剂分散于溶液A中制得到溶液B，在超声功率为60?90W的条件下超声震荡10?30分钟，得到均一的溶液B，所述溶液B中碳纳米增韧剂的浓度为0.1?5.0g/L；③将溶液B均匀地涂覆到泡沫金属上，并进行干燥直至质量不变，碳纳米增韧剂在泡沫金属上的负载量为0.1?5.0mg/cm2。(3)CVD生长石墨烯将步骤(2)中所述得到的表面载有碳纳米增韧剂的泡沫金属放入CVD气氛炉中，将气氛炉抽真空至?0.10～?0.15MPa。①然后向气氛炉中持续通入惰性气体，在气氛炉的恒温区升温至850?1080℃后通入氢气，然后将表面载有碳纳米增韧剂的泡沫金属置于恒温区热还原10?60分钟；②在保持气氛炉恒温区为850?1080℃的温度下，向气氛炉中通入碳源气体,保持恒温区内的碳源气体：氢气流量配比为1:1?1:20的条件下进行化学气相生长5?30分钟；③CVD之后停止向炉膛通入碳源气体及氢气,并将上述泡沫金属移出恒温区，随后向炉膛通入惰性气体，快速将泡沫金属冷却至室温，降温速率为10?200℃/分钟，即得到表面长有碳纳米增韧剂原位增韧石墨烯的泡沫金属。(4)去除泡沫金属①配制刻蚀溶液，按照氯化铁：盐酸：去离子水的摩尔体积比1.0mol：0.1?5.0mol：0.1?10.0L配制刻蚀溶液，将(3)中得到的生长有原位增韧石墨烯的泡沫金属完全浸泡在刻蚀液中；②待泡沫金属完全被刻蚀溶解后将原位增韧的石墨烯泡沫体转移至纯水中，静置0.1?12小时后更换纯水数次至清洗液为中性，以完全除去石墨烯泡沫中的盐酸与氯化铁残余；③干燥处理后即可得到经碳纳米增韧剂原位共价增韧的高强度柔性石墨烯泡沫体。
关 键 词：
法律状态：公开
IPC专利分类号：C01B32/186(2017.01)I