一种二维有序介孔石墨烯骨架薄膜材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种二维有序介孔石墨烯骨架薄膜材料的制备方法，其采用溶液法制得单分散四氧化三铁纳米颗粒，通过溶剂挥发诱导纳米颗粒在不同基底上自组装成有序的纳米超晶格二维薄膜，再将颗粒表面的有机分子高温碳化获得碳包覆的四氧化三铁纳米超晶格二维薄膜，在薄膜表面镀一层聚合物后，通过刻蚀将四氧化三铁纳米颗粒和基底除去以获得有聚合物包覆的高度有序的二维介孔碳骨架薄膜，进一步高温石墨化可以制备出二维有序的介孔石墨烯骨架薄膜材料。本发明得到的二维有序介孔石墨烯骨架薄膜材料，石墨化程度高，薄膜的连续性好，可作为良好的超级电容器、锂离子电池材料等广泛应用于储能等领域。

主权项

一种二维有序介孔石墨烯骨架薄膜材料的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤：(1)以油酸铁作为前驱体，油酸作为配体，采用高温溶液法制备单分散的四氧化三铁纳米颗粒，纳米颗粒表面由油酸分子所包覆；将上述纳米颗粒溶于非极性溶剂中，形成稳定的四氧化三铁纳米颗粒胶体溶液；(2)控制四氧化三铁纳米颗粒胶体溶液的溶剂挥发速率，诱导纳米颗粒在基底上自组装，溶剂完全挥发后即得到高度有序的纳米颗粒超晶格薄膜；将超晶格薄膜在惰性气氛下高温煅烧，碳化纳米颗粒表面的油酸配体分子，并在碳化后的薄膜表面镀聚合物；(3)将薄膜于特定环境下刻蚀，去除四氧化三铁纳米颗粒和基底，得到具有高比表面积的二维介孔碳骨架薄膜；(4)将二维介孔碳骨架薄膜在惰性气氛下高温石墨化，制备出高度有序的二维介孔石墨烯骨架薄膜材料。