m下离心lOmin，去除上层水溶液得到石墨稀固体，将得到的石墨稀固体重新分散在50ml乙醇中，在300w下超声15min，形成分散均匀的石墨烯乙醇分散液；
[0028](5)将该分散液滴涂在干净的PET塑料片表面，室温下自然干燥成膜，用抛光布抛光，形成致密、均匀、柔性的石墨烯导电膜，经过四探针测试，该膜的厚度为5 μπι，电导率为30000S/m。
[0029]本实施例使用的天然石墨和制备的石墨烯导电膜的XRD图如图1所示，天然石墨在26.5度出现强烈尖锐的(002)特征峰；而石墨烯导电膜只是在26度出现一个微小的馒头状的石墨烯(002)的特征峰。
[0030]本实施例制备的石墨烯导电膜SHM图如图2所示，由图中可以看出，石墨烯导电膜的整体均匀致密，并且出现明显的石墨烯褶皱的特征形貌。
[0031]本实施例得到的石墨烯导电膜的TEM图如图3所示，从图3(a)中可以看出，石墨烯导电膜由尺寸在5 μπι左右的石墨烯片组成；从图3(b)中发现，石墨烯片的层数为单层或少层，电子衍射谱图显示得到的石墨烯片的结晶性很好，碳原子的共轭结构得到保持，缺陷少。
[0032]本实施例得到的石墨烯导电膜的AFM图如图4所示，由图中可以看出，制备的石墨稀片尺寸在5 μ m左右，样品均勾，厚度大约为0.8nm,说明制备的石墨稀为少层石墨稀，1-2
层O
[0033]实施例2:
[0034]本实施例其它步骤与实施例1相同，仅在加入插层剂时，加入的插层剂为硝酸铵、氯酸钾、氯酸锂、草酸钾、草酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸铁的一种或几种，加入的量与氯化铁相同，最后得到的石墨烯导电膜与实施例1得到的石墨烯导电膜性能相近。
[0035]实施例3:
[0036]本实施例其它步骤与实施例1相同，仅在成膜过程中，石墨烯的乙醇分散液的浓度为20mg/ml，得到的石墨烯导电膜厚度为20 μ m，电导率为20000S/m。
[0037]实施例4:
[0038]本实施例制备尚质量石墨稀导电I旲的具体步骤为:
[0039](I)、将5g片径为150 μπι的天然鳞片石墨加入到5ml浓硝酸(65% )和1ml浓硫酸(98% )组成的混酸混合均匀，然后加入1g碳酸氢铵，在35度下搅拌反应8h，过滤，水洗至pH = 7，60度下干燥8h，得到分层石墨；
[0040](2)、将分层石墨在800?微波下处理4min得到微波处理后的石墨，处理过程中石墨会膨胀，并伴有火花；
[0041](3)、将微波处理后的石墨分散到水中，在500?下超声剥离40min，得到浓度为0.5-2mg/ml的石墨稀水溶液；
[0042](4)、将浓度为2mg/ml的石墨烯水溶液用孔径为0.22 μ m的纤维素滤膜过滤，得到的石墨烯薄膜在60度下真空干燥4h，形成柔性的石墨烯薄膜；再用丙酮溶掉纤维素滤膜，并将石墨烯薄膜转移到石英基底上，在惰性气体的保护下800度热处理lh，用抛光布抛光，得到致密、柔性的石墨烯导电膜；经过四探针测试，该膜的厚度为5 μ m，电导率为50000S/mD
[0043]实施例5:
[0044]本实施例其它步骤与实施例4相同，石墨烯薄膜的后处理过程中，没有经过热处理，得到的石墨烯导电膜的电导率为30000S/m。
[0045]实施例6:
[0046]本实施例其它步骤与实施例4相同，仅在石墨烯水溶液过滤过程中过滤得到厚度为20μηι的石墨稀薄膜，最后得到的石墨稀导电膜的电导率为40000S/m。
【主权项】
1.一种高质量石墨烯导电膜的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤: (1)、在反应器中将天然鳞片石墨与混酸混合均匀，然后加入插层剂，在35摄氏度下搅拌反应4-12h后过滤，水洗至pH = 7，在60摄氏度下干燥，得到分层石墨；其中天然鳞片石墨:混酸:插层剂的用量比为Ig:3-6ml:l-4g ； (2)、用功率为800-110w的微波装置处理分层石墨l_5min得到微波处理的石墨； (3)、将微波处理的石墨分散于水中，超声剥离形成浓度为0.5-2mg/ml的石墨烯水溶液，超声的功率为300-500w，超声时间为30-60min ； (4)、将石墨烯水溶液在5000-6000rpm速度下离心10_20min后得到的固体再分散到溶剂中得到浓度为5-20mg/ml的石墨稀分散液； (5)、对石墨烯分散液在150-300W功率条件下超声10-20min后，采用现有的滴涂或纤维素滤膜过滤形成石墨烯薄膜，然后采用现有技术对石墨烯薄膜表面进行抛光处理，同时对石墨烯薄膜的基底转移和加热处理，即制备得到石墨烯导电膜。
2.根据权利要求1所述高质量石墨烯导电膜的制备方法，其特征在于所述的反应器为三口烧瓶或四口烧瓶。
3.根据权利要求1所述高质量石墨烯导电膜的制备方法，其特征在于所述天然鳞片石墨的片径为50-150 μ m。
4.根据权利要求1所述高质量石墨烯导电膜的制备方法，其特征在于所述插层剂包括三氯化铁、硝酸铵、氯酸钾、氯酸锂、草酸钾、草酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸铁中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述高质量石墨烯导电膜的制备方法，其特征在于所述混酸为重量百分比浓度为65%的浓硝酸和重量百分比浓度为98%的浓硫酸组成的混合酸，其中浓硝酸与浓硫酸的体积比为1:1-3。
6.根据权利要求1所述高质量石墨烯导电膜的制备方法，其特征在于步骤(4)中所述溶剂包括水、乙醇和异丙醇中的一种。
【专利摘要】本发明属于石墨烯材料制备技术领域，涉及一种高质量石墨烯导电膜的制备方法，先在反应器中将天然鳞片石墨与混酸混合均匀，然后加入插层剂下搅拌反应后经过过滤、水洗和干燥得到分层石墨；再将分层石墨进行微波处理后分散于水中进行超声剥离形成石墨烯水溶液，将石墨烯水溶液进行离心后分散到溶剂中得到石墨烯分散液；再对石墨烯分散液超声处理后采用滴涂或纤维素滤膜过滤形成石墨烯薄膜，并对石墨烯薄膜表面进行抛光处理，同时对石墨烯薄膜的基底转移和加热处理，制备得到石墨烯导电膜；其制备方法简单，操作方便，工艺参数可控性高，生产成低，避免使用强氧化剂和有毒还原剂，环境友好。
【IPC分类】C01B31-04
【公开号】CN104556018
【申请号】CN201510032943
【发明人】宗成中, 刘睿, 宗迎夏, 王春芙
【申请人】青岛科技大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月23日