石墨烯负载碳纳米带阵列三维复合材料制备方法

摘要

本发明提供一种石墨烯负载碳纳米带阵列三维复合材料制备方法，包括以下过程：配制成质量分数为硝酸盐溶液，加入聚甲基丙烯酸甲酯颗粒，水浴搅拌得到匀质胶体溶液，加入电解铜粉，再水浴搅拌，得到前驱体浆料；将泡沫镍浸入前驱体浆料中，取出后干燥并压片，得到前驱体模板片；将在甲烷/氢气/氩气的混合气体气氛下将前驱体模板片置于石英管式炉高温区加热，最后在氩气气氛保护下，快速冷却至室温，得到预制片；将预制片放入到氯化铁‑盐酸腐蚀液中浸泡，再清洗和干燥，得到石墨烯负载碳纳米带阵列三维复合材料。采用此种方法制备的多孔石墨烯负载碳纳米洋葱三维复合材料具有优良的孔结构、导电性以及化学稳定性。

主权项

一种石墨烯负载碳纳米带阵列三维复合材料制备方法，其特征在于包括以下过程：1)在搅拌条件下，按Fe(NO₃)₃·9H₂O与Ni(NO₃)₂·6H₂O摩尔比为(0.5～2):1将Fe(NO₃)₃·9H₂O和Ni(NO₃)₃·6H₂O加入体积分数80％的乙醇水溶液中，配制成摩尔浓度为0.5～3mol·mL^‑1的硝酸盐溶液，称取聚甲基丙烯酸甲酯颗粒，按其与硝酸铁和硝酸镍的总质量比为1：(0.5～2)，加入到配制好的硝酸盐溶液中，在温度70～90℃水浴搅拌5～10h，得到匀质胶体溶液，然后按电解铜粉与聚甲基丙烯酸甲酯颗粒质量比3:(1～3)将一定量电解铜粉加入匀质胶体溶液中，在温度70～90℃水浴搅拌，得到前驱体浆料；2)将泡沫镍直接浸入到温度为70～90℃的步骤1)得到的前驱体浆料中，保持10～30s后取出，在60～80℃条件下干燥10min，然后用压片机在5MPa压力下维持3min，得到厚度为0.1～1mm的前驱体模板片；3)将步骤2)制得的前驱体模板片置于石英管式炉低温区，按照甲烷30～60mL·min^‑1、氢气100～200mL·min^‑1、氩气50～300mL·min^‑1的比例向管式炉中通入甲烷/氢气/氩气的混合气体20～40min，当管式炉高温区升温至850～1000℃，将方舟由低温区快速推至高温区，保温10～30min，最后在50～300mL·min^‑1的氩气气氛保护下，快速冷却至室温，得到预制片；4)将预制片放入到氯化铁‑盐酸腐蚀液中浸泡，再清洗和干燥，得到石墨烯负载碳纳米带阵列三维复合材料。