一种通过纳米粒子掺杂制备三维石墨烯的方法

摘要

本发明公开了一种通过纳米粒子掺杂的方式制备三维石墨烯的方法。本发明技术方案包括：以石墨作为基本材料制成氧化石墨烯片层，通过纳米粒子附载在氧化石墨烯片层上，并通过石墨稀片层之间的自组装形成三维石墨烯。本发明通过调节反应温度和氧化石墨烯溶液浓度，形成开孔、闭孔（不同密度）的三维石墨烯；本发明制备的三维石墨烯可广泛应用在超级电容器，吸油，海水淡化等领域。

主权项

一种通过纳米粒子掺杂制备三维石墨烯的方法，其特征在于采用纳米粒子附载的方式来制备三维石墨烯，包括以下步骤：(1)氧化石墨烯的制备以石墨为原料，用Hummers法制备氧化石墨烯；(2)氧化石墨烯掺杂纳米粒子将一定量的氧化石墨超声均匀分散于水溶液中，配置成一定浓度为的氧化石墨烯溶液；利用一定量的活化剂处理纳米粒子，将处理好的纳米粒子加入到氧化石墨烯溶液中搅拌，得到掺杂纳米粒子的氧化石墨烯溶液；所述的活化剂包括浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸和糖类还原剂中任意一种或多种的混合物，活化剂的用量为氧化石墨用量的5wt％～50wt％；所述的纳米粒子包括金属阳离子纳米粒子、多糖纳米粒子、或碳纤维中任意一种，纳米粒子的用量为氧化石墨用量的5wt％～150wt％；(3)三维网状石墨烯的制备将步骤(2)中得到的掺杂纳米粒子的氧化石墨烯溶液，放入聚四氟乙烯反应釜中，利用水热反应，氧化石墨烯片层之间通过自组装反应形成三维网状石墨烯，此时，纳米粒子将被掺杂在三维石墨烯网状结构中，进而来改善三维石墨烯的性能，并可通过调节反应温度和氧化石墨烯的浓度，并在各温度条件下反应4‑16h，形成开孔、闭孔的三维石墨烯。