一种石墨烯原位生长碳化硅纳米材料的制备方法

摘要

本发明属于纳米材料制备领域，具体涉及一种石墨烯原位生长碳化硅纳米材料的制备方法。本发明采用溶胶凝胶法在石墨烯表面包裹SiO₂颗粒，使石墨烯均匀分散，同时石墨烯与SiO₂粉体通过化学键结合，形成良好的界面，并且在界面处原位生长碳化硅晶须及颗粒，开启了石墨烯/陶瓷复合材料领域的新思路。本发明不仅增加了石墨烯的分散性、均匀性，还提高了碳化硅的反应速率，减少杂质引入，实现了高含量高产率碳化硅晶须的合成。本发明合成方法简单，缩短反应时间，相比于常规球磨混合法，原位合成能较好的避免球磨过程引入杂质，对原料粉体结构性能的破坏，解决了石墨烯与SiO₂纳米颗粒分散不均匀等问题，为批量生产提供了坚实的应用基础。

主权项

一种石墨烯原位生长碳化硅纳米材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：（1）将石墨烯加入醇水溶液中搅拌均匀，超声分散0.5~5小时，配制浓度为0.5g/L~5g/L的石墨烯分散液；（2）按正硅酸乙酯和石墨烯20:1~1:1的质量比，向所得石墨烯分散液中加入正硅酸乙酯，充分搅拌溶解，使石墨烯与正硅酸乙酯混合均匀；（3）采用溶胶凝胶法制备石墨烯/SiO₂复合粉体，向步骤（2）中的石墨烯/正硅酸乙酯混合溶液并加入催化剂，持续磁力搅拌，反应温度为40℃~80℃，反应时间为1~12小时，待反应结束后，将产物进行抽滤，用去离子水、无水乙醇反复洗涤，在60℃~120℃真空干燥12~72小时；（4）将上述石墨烯/SiO₂复合粉体研磨均匀，机压成型，装入石墨坩埚中加氩气保护并真空烧结，烧结温度为1100℃~2100℃，保温时间为0.5~5小时，随炉冷却至室温，得到一种石墨烯原位生长碳化硅纳米材料。