石墨烯(GO)。
[0050](2)聚糠醇的制备
[0051]将lg的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于40mL去离子水中，磁力充分搅拌，直至PVP完全溶解后，缓慢加入lmL的糠醇，滴加的速度为2-3秒/滴，继续搅拌30min至溶液变为无色，将上述溶液转移至水热反应釜中，在150°C恒温下保温12h，得到聚糠醇溶液产品。分别用去离子水和乙醇洗涤，至洗涤液为无色，置于温度为-48°C，压力低于18Pa的冻干机中冻干，之后真空60°C干燥10h，得到聚糠醇粉末。
[0052](3)氧化石墨烯/聚糠醇凝胶的制备
[0053]50mg的氧化石墨烯溶于5mL的去离子水中，并用细胞粉碎机超声粉碎0.5h，将上述得到的聚糠醇与氧化石墨烯混合均匀后转入到水热反应釜中，聚糠醇的量为10mg，即聚糠醇与氧化石墨烯的质量比为0.2: 1。在160°C温度下反应12h，得到氧化石墨烯/聚糠醇凝胶。
[0054](4)三维石墨烯的制备
[0055]将上述得到氧化石墨烯/聚糠醇凝胶在氮气环境中700°C保温2h，烧掉聚糠醇得到三维石墨稀。
[0056]性质测试:
[0057]拉曼测试，如图1所示，对实施例1至3中产品聚糠醇凝胶(PFA):氧化石墨烯(G0)分别为0.03，0.15，0.2的氧化石墨烯/聚糠醇凝胶，以及G0和PFA进行拉曼位移测试，从图中可以看出，在1370cm1左右的位置的为D峰，在1625cm 1位置的为G峰，随着聚糠醇凝胶比例的增加，D峰与G峰的比值相对于G0的都有所减少，说明氧化石墨烯/聚糠醇凝胶的缺陷相对于G0的有所减少，进一步说明氧化石墨烯和聚糠醇凝胶复合后，聚糠醇已掺杂在其中。
[0058]XRD测试，如图2所示，对实施例对实施例1至3中产品聚糠醇凝胶(PFA):氧化石墨稀(G0)分别为0.03，0.15，0.2的氧化石墨稀/聚糠醇凝胶，以及G0和PFA进行拉曼位移测试，从图中可以看出，发生复合反应后，结晶度均有所降低。
[0059]TEM测试，如图3所示，为实施例3中聚糠醇的透射电镜图，可以看出聚糠醇尺寸均勾，直径在450nm左右。
[0060]SEM测试，如图4所示，为实施例3中氧化石墨烯/聚糠醇凝胶扫描电镜图，可以看出聚糠醇较均匀的分布在氧化石墨烯中。如图5所示，为实施例3中，三维石墨烯结构扫描电镜图，从图中可以看出，三维石墨烯为闭孔结构。
[0061]实施例4
[0062](1)氧化石墨的制备
[0063]将3g石墨加入到90mL的浓H2S04 (98% )溶液中，冰浴搅拌30min，然后缓慢加入9g的ΚΜη04，搅拌30min ;再将溶液在30°C的油浴中反应2h，然后向溶液中缓慢加入100mL去离子水，滴加的速度为2-4秒/滴；再将溶液加热到90°C反应30min，加入160mL去离子水稀释溶液；再将溶液降温至60°C，加入10mL H202(30% )，得到橙黄色溶液；再加入500mL的5%的HC1溶液，静置3h倒出上清液，除去金属离子；然后用去离子水离心洗涤，除去多余的酸，直至溶液呈中性；再将所得的溶液置于温度为_48°C，压力低于18Pa的冻干机中冻干，得到冻干后的氧化石墨烯(GO)。
[0064](2)聚糠醇的制备
[0065]将lg的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于40mL去离子水中，磁力充分搅拌，直至PVP完全溶解后，缓慢加入lmL的糠醇，滴加的速度为2-3秒/滴，继续搅拌30min至溶液变为无色，将上述溶液转移至水热反应釜中，在150°C恒温下保温12h，得到聚糠醇反应液。分别用去离子水和乙醇洗涤，至洗涤液为无色，置于温度为-48°C，压力低于18Pa的冻干机中冻干，之后真空60°C干燥10h，得到聚糠醇粉末。
[0066](3)氧化石墨烯/聚糠醇凝胶的制备
[0067]50mg的氧化石墨烯溶于5mL的去离子水中，并用细胞粉碎机超声粉碎0.5h，将上述得到的聚糠醇与氧化石墨烯混合均匀后转入到水热反应釜中，聚糠醇的量为5mg，即聚糠醇与氧化石墨烯的质量比为0.1: 1。在160°C温度下反应12h，得到氧化石墨烯/聚糠醇凝胶。
[0068](4)三维石墨烯的制备
[0069]将上述得到氧化石墨烯/聚糠醇凝胶在氮气环境中700°C保温2h，烧掉聚糠醇得到三维石墨稀。
[0070]实施例5
[0071](1)氧化石墨的制备
[0072]将3g石墨加入到90mL的浓H2S04 (98% )溶液中，冰浴搅拌30min，然后缓慢加入9g的ΚΜη04，搅拌30min ;再将溶液在30°C的油浴中反应2h，然后向溶液中缓慢加入100mL去离子，滴加的速度为2-4秒/滴；再将溶液加热到90°C反应30min，加入160mL去离子水稀释溶液；再将溶液降温至60°C，加入10mL H202(30%),得到橙黄色溶液；再加入500mL的5%的HC1溶液，静置3h倒出上清液，除去金属离子；然后用去离子水离心洗涤，除去多余的酸，直至溶液呈中性；再将所得的溶液置于温度为_48°C，压力低于18Pa的冻干机中冻干，得到冻干后的氧化石墨烯(G0)。
[0073](2)聚糠醇的制备
[0074]将1.6g的聚山梨酯溶于40mL去离子水中，磁力充分搅拌，直至聚山梨酯完全溶解后，缓慢加入0.36mL (0.4g)的糠醇，滴加的速度为2_3秒/滴，继续搅拌30min至溶液变为无色，将上述溶液转移至水热反应釜中，在150°C恒温下保温12h，得到聚糠醇反应液。分别用去离子水和乙醇洗涤，至洗涤液为无色，置于温度为-48°C，压力低于18Pa的冻干机中冻干，之后真空60°C干燥10h，得到聚糠醇粉末。
[0075](3)氧化石墨烯/聚糠醇凝胶的制备
[0076]50mg的氧化石墨烯溶于5mL的去离子水中，并用细胞粉碎机超声粉碎0.5h，将上述得到的聚糠醇与氧化石墨烯混合均匀后转入到水热反应釜中，聚糠醇的量为25mg，即聚糠醇与氧化石墨烯的质量比为0.5: 1。在160°C温度下反应12h，得到氧化石墨烯/聚糠醇凝胶。
[0077](4)三维石墨烯的制备
[0078]将上述得到氧化石墨烯/聚糠醇凝胶在氮气环境中700°C保温2h，烧掉聚糠醇得到三维石墨稀。
[0079]显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种三维石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: a.聚糠醇的制备:将一定量的表面活性剂溶于水中，并加入一定量的糠醇，搅拌，在一定温度下水热反应一定时间，得到聚糠醇； b.氧化石墨稀/聚糠醇凝胶的制备:将步骤a的聚糠醇与氧化石墨稀混合，在一定温度下水热反应一定时间，得到氧化石墨烯/聚糠醇凝胶； c.三维石墨烯的制备:将步骤b的氧化石墨烯/聚糠醇凝胶在无氧环境中还原一段时间，去掉聚糠醇，得到三维石墨烯。2.根据权利要求1所述的一种三维石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤a中表面活性剂为脂肪酸甘油酯、聚乙烯吡咯烷酮、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的任意一种。3.根据权利要求1或2所述的一种三维石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤a中表面活性剂溶于水形成的溶液的浓度为5?40mg/mL。4.根据权利要求1或2所述的一种三维石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤a中表面活性剂与糠醇的质量比为(0.2?4): 1。5.根据权利要求1或2所述的一种三维石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的一定温度为120?200°C，一定时间为12h。6.根据权利要求1所述的一种三维石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤b中聚糠醇与氧化石墨烯的质量比为(0.03?0.5): 1。7.根据权利要求1或6所述的一种三维石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤b中氧化石墨烯需进行预处理，所述预处理为超声粉碎lh。8.根据权利要求1或6所述的一种三维石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤b中的一定温度为140?180 °C，一定时间为8?16h。9.根据权利要求1或6所述的一种三维石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤c中还原的温度为500?900°C，还原一段时间为1?4h。
【专利摘要】本发明属于三维石墨烯制备领域，尤其涉及一种软模板制备三维石墨烯的方法，包括以下步骤：a.聚糠醇的制备：将一定量的表面活性剂溶于水中，并加入一定量的糠醇，搅拌，在一定温度下水热反应一定时间，得到聚糠醇；b.氧化石墨烯/聚糠醇凝胶的制备：将步骤a的聚糠醇与氧化石墨烯混合，在一定温度下水热反应一定时间，得到氧化石墨烯/聚糠醇凝胶；c.三维石墨烯的制备：将步骤b的氧化石墨烯/聚糠醇凝胶在无氧环境中还原一段时间，去掉聚糠醇，得到三维石墨烯。本发明通过控制聚糠醇的尺寸来得到不同孔径的三维石墨烯，可广泛应用到超级电容器、海水淡化、吸油等不同领域。
【IPC分类】C01B31/04
【公开号】CN105253880
【申请号】CN201510854816
【发明人】闵永刚, 马寸亮, 童宋照, 莫申斌, 冯亚飞, 申佳欣
【申请人】南京新月材料科技有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月29日