一种控制氧化石墨烯纳米结构形貌的制备方法

摘要

本发明公开了一种控制氧化石墨烯纳米结构形貌的制备方法。将氧化石墨粉超声分散到去离子水中得到0.5-2.0mg／mL的悬浮液；加入10-30mg聚乙烯醇和NiCl₂，分别用超声和磁力搅拌各1小时；然后在120-200℃某一恒温反应10-16h；产物经洗涤，冷冻干燥5h以上。该方法是通过引入不同量Ni²⁺和改变温度，控制氧化石墨烯纳米片自组装行为，产物主要形貌包括单层、多层和三维网状结构。该技术克服了二维片状纳米材料自组装行为难以控制的难题，获得了具有高电容值和充放电性能稳定的超级电容材料。与常规方法相比，装置简单、易操作、产率高和可控性好，为纳米材料自组装、性能优化及器件化有重要意义。

主权项

一种控制氧化石墨烯纳米结构形貌的制备方法，其特征在于，采用水热法，通过在反应溶液中引入Ni²⁺离子并调节Ni²⁺与氧化石墨粉摩尔比及水热反应温度实现氧化石墨烯纳米结构的形貌控制，形貌主要包括单层、多层和三维网状。具体步骤为：以市场上购买的石墨粉为原料采用Hummer法制得氧化石墨粉；取20‑40mg氧化石墨粉加入到去离子水中，并超声分散得到浓度为0.5‑2.0mg／mL的悬浮液；在持续超声作用下，加入10‑30mg聚乙烯醇(PVA)和一定质量的NiCl₂·6H₂O，混合溶液分别用超声和磁力搅拌各1小时；然后将混合溶液转移到反应釜的聚四氟乙烯内胆中，在120‑200℃范围内的某一恒温下反应10‑16h；反应结束后，自然冷却至室温，产物经反复离心、洗涤，最后在冷冻干燥机中干燥5h以上。