一种新型石墨烯复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及石墨烯复合材料技术领域，具体为一种新型石墨烯复合材料及其制备方法。

背景技术

石墨烯是一种以sp

但是还存在以下问题：传统的氧化石墨烯是通过熔融共混法、溶液混合法制备。其中其中熔融共混法的缺陷是需要添加大量的聚合物才能达到氧化石墨烯的耐性，但是加入一定的聚合物容易产生污染，因此，我们提出一种一种新型石墨烯复合材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型石墨烯复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种新型石墨烯复合材料，所述石墨烯复合材料由以下的原料制成：天然鳞片石墨片、H2SO4、NaNO3、KClO3固体、MnO2、HCL、SiO2、PVA以及(C3H5NO)n，所述天然鳞片石墨片为10-50份，所述95％浓H

进一步改进在于：所述10份天然鳞片石墨片和200份95％浓H2SO4混合均匀，所述10份天然鳞片石墨片和200份95％浓H2SO4的比例为1:20，在低温的作用下，将其中的石墨粉进行剥离，所述石墨烯的尺寸范围为5～80μm，通过剥离石墨粉可以进一步的提纯石墨烯。

进一步改进在于：所述所述4份NaNO3和5份KClO3进行搅拌过程中，400-800转/分钟的转速下，搅拌30-60分钟至完全均匀，通过持续的转动可以使得NaNO3和KClO3反应产生的有毒气体进一步被吸收。

进一步改进在于：所述75％的10份浓H2SO4溶液进行蒸馏过程中，同时加入80％的10份MnO2气体，升温到40-50℃，300-700转/分钟的转速下进行离心分离，通过设置MnO2可以有效的吸收有害气体，释放氧气，本发明的这种新型石墨烯复合材料的最外层为硅胶质地，其耐性延长性网络的建立使得新型石墨烯聚合物复合材料能远远高于单纯的石墨制备的石墨烯复合材料，通过添加极少量的石墨烯便可在原有复合材料基础上大大提高耐性便于使用。

进一步改进在于：所述70％100份的HCL和5份SiO2进行反应过程中，500-600转/分钟的转速下，搅拌20分钟至完全均匀，通过设置5份SiO2可以进一步的提纯石墨烯。

进一步改进在于：所述石墨烯在分离石墨烯溶液时，同时加入5份PVA和7份(C3H5NO)n，300-500转/分钟的转速下，搅拌1小时至完全均匀，通过设置5份PVA和7份(C3H5NO)n可以有效的让新型石墨烯聚合物复合材料的耐性变强。

进一步改进在于：石墨烯溶液放置到温度为60～85℃的恒温干燥箱中干燥14～25小时，得到新型石墨烯聚合物复合材料，通过恒温干燥箱干燥可以达到效果更好的新型石墨烯聚合物复合材料，在离心分离过程中，氧化石墨粉留在离心机内部的内部，多余的水由离心机内部的外表面上方设置的孔进入离心机外部，由于离心机内部的容积小于离心机内部的底部到离心机外部的底部的区域的容积，离心机外部中的水不会回流到离心机内部中，完成离心操作，而氧化石墨粉悬浮液经由取料管进入取料器中，这样不用打开设备便可以完成取液，第三方面提供的石墨烯复合材料能够使得离心后的石墨烯使用效果更稳定，石墨烯的延展性更加均匀，而最后得到的得到的氧化物和新型石墨烯复合材料，金属氧化物负载在石墨烯表面可以有效的提高复合材料电能，比容量提高，更加耐用。

第二方面，本申请实施例还提供一种新型石墨烯复合材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、反应器在冷冻环境中进行，将反应器置于零下4℃内环境；

S2、在反应器内倒入200份95％浓H2SO4并启动搅拌器进行初步搅拌；

S3、测量温度，当温度低于零下3℃时，倒入10份天然鳞片石墨片；

S4、加入4份NaNO3和5份KClO3固体再次启动搅拌器，温度控制在7摄氏度左右；

S5、加入75％的10份浓H2SO4溶液进行蒸馏，同时加入80％的10份MnO2气体，升温到30℃左右离心分离；

S6、加入70％100份的HCL和5份SiO2一起搅拌20分钟后进行离心分离处理；

S7、分离石墨烯溶液，进行过滤，同时加入5份PVA和7份(C3H5NO)n进行搅拌；

S8、将溶液进行高温干燥得到新型石墨烯聚合物复合材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该新型石墨烯复合材料及其制备方法，本发明的这种新型石墨烯复合材料的最外层为硅胶质地，其耐性延长性网络的建立使得新型石墨烯聚合物复合材料能远远高于单纯的石墨制备的石墨烯复合材料，通过添加极少量的石墨烯便可在原有复合材料基础上大大提高耐性便于使用；在离心分离过程中，氧化石墨粉留在离心机内部的内部，多余的水由离心机内部的外表面上方设置的孔进入离心机外部，由于离心机内部的容积小于离心机内部的底部到离心机外部的底部的区域的容积，离心机外部中的水不会回流到离心机内部中，完成离心操作，而氧化石墨粉悬浮液经由取料管进入取料器中，这样不用打开设备便可以完成取液，第三方面提供的石墨烯复合材料能够使得离心后的石墨烯使用效果更稳定，石墨烯的延展性更加均匀，而最后得到的得到的氧化物和新型石墨烯复合材料，金属氧化物负载在石墨烯表面可以有效的提高复合材料电能，比容量提高，更加耐用。

附图说明

图1为本发明流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：一种新型石墨烯复合材料，所述石墨烯复合材料由以下的原料制成：天然鳞片石墨片、H2SO4、NaNO3、KClO3固体、MnO2、HCL、SiO2、PVA以及(C3H5NO)n，所述天然鳞片石墨片为10份，所述95％浓H2SO4为200份，所述NaNO3为4份，所述KClO3固体为5份，所述75％浓H2SO4溶液为10份，所述80％MnO2为10份，所述70％HCL溶液为100份，所述SiO2固体为5份，所述PVA为5份，所述(C3H5NO)n溶液为10份。

一种新型石墨烯复合材料制备方法，包括以下步骤：

S1、反应器在冷冻环境中进行，将反应器置于零下4℃内环境；

S2、在反应器内倒入200份95％浓H2SO4并启动搅拌器进行初步搅拌；

S3、测量温度，当温度低于零下3℃时，倒入10份天然鳞片石墨片；

S4、加入4份NaNO3和5份KClO3固体再次启动搅拌器，温度控制在7摄氏度左右；

S5、加入75％的10份浓H2SO4溶液进行蒸馏，同时加入80％的10份MnO2气体，升温到30℃左右离心分离；

S6、加入70％100份的HCL和5份SiO2一起搅拌20分钟后进行离心分离处理；

S7、分离石墨烯溶液，进行过滤，同时加入5份PVA和7份(C3H5NO)n进行搅拌；

S8、将溶液进行高温干燥得到新型石墨烯聚合物复合材料。

实施例二：一种新型石墨烯复合材料，所述石墨烯复合材料由以下的原料制成：天然鳞片石墨片、H2SO4、NaNO3、KClO3固体、MnO2、HCL、SiO2、PVA以及(C3H5NO)n，所述天然鳞片石墨片为20份，所述95％浓H2SO4为400份，所述NaNO3为8份，所述KClO3固体为10份，所述75％浓H2SO4溶液为20份，所述80％MnO2为20份，所述70％HCL溶液为200份，所述SiO2固体为10份，所述PVA为10份，所述(C3H5NO)n溶液为20份。

一种新型石墨烯复合材料制备方法，包括以下步骤：

S1、反应器在冷冻环境中进行，将反应器置于零下8℃内环境；

S2、在反应器内倒入400份95％浓H2SO4并启动搅拌器进行初步搅拌；

S3、测量温度，当温度低于零下3℃时，倒入10份天然鳞片石墨片；

S4、加入8份NaNO3和10份KClO3固体再次启动搅拌器，温度控制在7摄氏度左右；

S5、加入75％的10份浓H2SO4溶液进行蒸馏，同时加入80％的20份MnO2气体，升温到40℃左右离心分离；

S6、加入70％200份的HCL和10份SiO2一起搅拌40分钟后进行离心分离处理；

S7、分离石墨烯溶液，进行过滤，同时加入10份PVA和20份(C3H5NO)n进行搅拌；

S8、将溶液进行高温干燥得到新型石墨烯聚合物复合材料。

实施例三：一种新型石墨烯复合材料，所述石墨烯复合材料由以下的原料制成：天然鳞片石墨片、H2SO4、NaNO3、KClO3固体、MnO2、HCL、SiO2、PVA以及(C3H5NO)n，所述天然鳞片石墨片为30份，所述95％浓H2SO4为600份，所述NaNO3为12份，所述KClO3固体为15份，所述75％浓H2SO4溶液为30份，所述80％MnO2为30份，所述70％HCL溶液为300份，所述SiO2固体为15份，所述PVA为15份，所述(C3H5NO)n溶液为30份。

一种新型石墨烯复合材料制备方法，包括以下步骤：

S1、反应器在冷冻环境中进行，将反应器置于零下12℃内环境；

S2、在反应器内倒入600份95％浓H2SO4并启动搅拌器进行初步搅拌；

S3、测量温度，当温度低于零下3℃时，倒入30份天然鳞片石墨片；

S4、加入12份NaNO3和15份KClO3固体再次启动搅拌器，温度控制在7摄氏度左右；

S5、加入75％的30份浓H2SO4溶液进行蒸馏，同时加入80％的30份MnO2气体，升温到50℃左右离心分离；

S6、加入70％300份的HCL和15份SiO2一起搅拌40分钟后进行离心分离处理；

S7、分离石墨烯溶液，进行过滤，同时加入15份PVA和30份(C3H5NO)n进行搅拌；

S8、将溶液进行高温干燥得到新型石墨烯聚合物复合材料。

实施例四：一种新型石墨烯复合材料，所述石墨烯复合材料由以下的原料制成：天然鳞片石墨片、H2SO4、NaNO3、KClO3固体、MnO2、HCL、SiO2、PVA以及(C3H5NO)n，所述天然鳞片石墨片为40份，所述95％浓H2SO4为800份，所述NaNO3为16份，所述KClO3固体为20份，所述75％浓H2SO4溶液为40份，所述80％MnO2为40份，所述70％HCL溶液为400份，所述SiO2固体为20份，所述PVA为20份，所述(C3H5NO)n溶液为40份。

一种新型石墨烯复合材料制备方法，包括以下步骤：

S1、反应器在冷冻环境中进行，将反应器置于零下16℃内环境；

S2、在反应器内倒入800份95％浓H2SO4并启动搅拌器进行初步搅拌；

S3、测量温度，当温度低于零下3℃时，倒入40份天然鳞片石墨片；

S4、加入16份NaNO3和20份KClO3固体再次启动搅拌器，温度控制在7摄氏度左右；

S5、加入75％的40份浓H2SO4溶液进行蒸馏，同时加入80％的40份MnO2气体，升温到60℃左右离心分离；

S6、加入70％400份的HCL和20份SiO2一起搅拌60分钟后进行离心分离处理；

S7、分离石墨烯溶液，进行过滤，同时加入20份PVA和40份(C3H5NO)n进行搅拌；

S8、将溶液进行高温干燥得到新型石墨烯聚合物复合材料。

实施例五：一种新型石墨烯复合材料，所述石墨烯复合材料由以下的原料制成：天然鳞片石墨片、H2SO4、NaNO3、KClO3固体、MnO2、HCL、SiO2、PVA以及(C3H5NO)n，所述天然鳞片石墨片为50份，所述95％浓H2SO4为1000份，所述NaNO3为20份，所述KClO3固体为25份，所述75％浓H2SO4溶液为50份，所述80％MnO2为50份，所述70％HCL溶液为500份，所述SiO2固体为25份，所述PVA为25份，所述(C3H5NO)n溶液为50份。

一种新型石墨烯复合材料制备方法，包括以下步骤：

S1、反应器在冷冻环境中进行，将反应器置于零下4℃内环境；

S2、在反应器内倒入1000份95％浓H2SO4并启动搅拌器进行初步搅拌；

S3、测量温度，当温度低于零下3℃时，倒入50份天然鳞片石墨片；

S4、加入20份NaNO3和30份KClO3固体再次启动搅拌器，温度控制在7摄氏度左右；

S5、加入75％的50份浓H2SO4溶液进行蒸馏，同时加入80％的50份MnO2气体，升温到30℃左右离心分离；

S6、加入70％500份的HCL和25份SiO2一起搅拌20分钟后进行离心分离处理；

S7、分离石墨烯溶液，进行过滤，同时加入25份PVA和50份(C3H5NO)n进行搅拌；

S8、将溶液进行高温干燥得到新型石墨烯聚合物复合材料。

工作原理：当一种新型石墨烯复合材料及其制备方法使用时，反应器在冷冻环境中进行，将反应器置于零下4℃内环境，在反应器内倒入800份95％浓H2SO4并启动搅拌器进行初步搅拌，测量温度，当温度低于零下3℃时，倒入40份天然鳞片石墨片，加入16份NaNO3和20份KClO3固体再次启动搅拌器，温度控制在7摄氏度左右，加入75％的40份浓H2SO4溶液进行蒸馏，同时加入80％的40份MnO2气体，升温到60℃左右离心分离，加入70％400份的HCL和20份SiO2一起搅拌60分钟后进行离心分离处理，分离石墨烯溶液，进行过滤，同时加入20份PVA和40份(C3H5NO)n进行搅拌，将溶液进行高温干燥得到新型石墨烯聚合物复合材料。

有益效果：该新型石墨烯复合材料及其制备方法，本发明的这种新型石墨烯复合材料的最外层为硅胶质地，其耐性延长性网络的建立使得新型石墨烯聚合物复合材料能远远高于单纯的石墨制备的石墨烯复合材料，通过添加极少量的石墨烯便可在原有复合材料基础上大大提高耐性便于使用；在离心分离过程中，氧化石墨粉留在离心机内部的内部，多余的水由离心机内部的外表面上方设置的孔进入离心机外部，由于离心机内部的容积小于离心机内部的底部到离心机外部的底部的区域的容积，离心机外部中的水不会回流到离心机内部中，完成离心操作，而氧化石墨粉悬浮液经由取料管进入取料器中，这样不用打开设备便可以完成取液，第三方面提供的石墨烯复合材料能够使得离心后的石墨烯使用效果更稳定，石墨烯的延展性更加均匀，而最后得到的得到的氧化物和新型石墨烯复合材料，金属氧化物负载在石墨烯表面可以有效的提高复合材料电能，比容量提高，更加耐用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。