一种大规模制备单层氧化石墨烯的方法

摘要

本发明涉及一种大规模制备单层氧化石墨烯的方法。具体步骤是，用氧化剂将天然鳞片石墨进行氧化，得到氧化石墨，超声波剥离后，过滤除去未反应的石墨，得氧化石墨烯的水溶液，加入絮凝剂，经沉降、过滤、干燥后得到氧化石墨烯固体。本发明通过絮凝沉降能将氧化石墨烯固体很容易地从其水分散液中分离出来，从而实现了石墨烯的大规模制备；原料成本低廉易得、操作容易、工艺简单、重现性好，可进行大规模工业化生产。用本发明制备的单原子氧化石墨烯，可作复合材料的片状增强相，制备具有高力学性能和阻隔性能的材料；可用来制作指纹采集材料等。其还原产物——石墨烯，可用于构筑纳米级的计算机芯片、太阳能电池电极和场效应晶体管等二维光电子元器件。

主权项

1、一种大规模制备单层氧化石墨烯的方法，其特征在于具体步骤如下：①石墨氧化：以2克-500克天然鳞片石墨为原料，用氧化剂氧化，氧化72小时-100小时后，氧化物用1升去离子水洗涤抽滤，洗至中性，干燥后得到氧化石墨，所述的氧化剂为35毫升浓硫酸和18毫升浓硝酸的混酸和其它试剂的组合物，其它试剂为氯酸钾、高锰酸钾、五氧化二磷、过硫酸钾、双氧水中的一种或几种的组合，其它试剂的加量为10克-22克，②分散剥离：将脱酸洗涤后的氧化石墨固体立即加入到去离子水中稀释至浓度为0.5克/升，用超声波进行分散剥离0.5小时至10小时，然后过滤未反应的石墨，收集滤液，得到氧化石墨烯的水溶液，未反应的石墨重复步骤①②操作，③絮凝沉降：在氧化石墨烯的水溶液中按5克至50克/升氧化石墨烯水溶液的量加入絮凝剂，使氧化石墨烯沉降下来，然后进行过滤，滤饼冷冻干燥后得到氧化石墨烯固体，所述的絮凝剂为氢氧化钾、氢氧化钠、盐酸、硫酸、硝酸、氯化钾、氯化钠、硫酸钠、碘化钾或聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合。