多孔石墨烯的制备方法及石墨烯基铝-空气电池的制备方法

摘要

多孔石墨烯的制备方法及石墨烯基铝-空气电池的制备方法，属于材料合成及应用领域。所述多孔石墨烯按照如下步骤进行制备：以氧化石墨为前驱体，在马弗炉中对其进行高温热处理，然后分散在乙醇里，超声波处理制备石墨烯催化剂。所述石墨烯基铝-空气电池的制备方法包括空气电极扩散层的制备、石墨烯催化层的制备、空气电极的组装三步骤。本发明当中，在将石墨烯运用到铝-空气电池之后，其恒流放电电压平台比钙钛矿、二氧化锰等催化剂的要高，电池的稳定性也明显提高。另一方面，石墨烯的制备方法简单，性能优异，因此能大量生产，降低催化剂的制作成本，提高电池的催化效果。

主权项

一种石墨烯基铝‑空气电池的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下：（1）空气电极扩散层的制备：a、将草酸铵研磨成细粉，取0.5‑5g加入到50‑150mL烧杯中，再加入20‑100mL无水乙醇，盖上保鲜膜，搅拌1‑10h；b、加入0.5‑2g乙炔黑，继续充分搅拌6‑12h，向混合物中滴加1‑5g聚四氟乙烯，继续搅拌10‑48h使其分散均匀，期间盖着保鲜膜；c、揭开保鲜膜，放入70‑90℃水浴锅中搅拌加热处理，除去乙醇，待无明显乙醇存在时，将其滚压在泡沫镍的两侧，放入烘箱中，100‑150℃干燥10‑72h；（2）多孔石墨烯催化剂的制备：以氧化石墨为前驱体，在马弗炉中对其进行高温热处理，然后分散在乙醇里，超声浴中处理20‑120min，得到黑色悬浮液，乙醇洗涤过滤数次后， 20‑80℃真空干燥12‑48h得到多孔石墨烯催化剂；（3）空气电极的组装：称取多孔石墨烯催化剂10‑50mg置于小烧杯中，加入0.1‑1g的n‑2甲基吡咯烷酮，超声分散处理20‑120min后，向其中滴加0.05‑0.5g聚偏氟乙烯类粘结剂，磁力搅拌5‑20h，直至将催化剂调制成膏状物后均匀的涂抹在扩散层的一侧，制备两个空气电极，并做好催化层的标记，然后放入在真空烘箱中25‑80℃干燥10‑48h后降温取出，使用压片机2‑10MPa下，压2‑10min，将电极片压紧后，得到工作电极。