本发明制备的高度有序的介孔石墨烯的拉曼图谱。
【具体实施方式】
[0040]下面通过实施例对本发明作进一步阐述:
[0041]实施例1:
[0042](l)Fe304纳米粒子的制备:将36g油酸铁和8.6g油酸溶于200g十八烯中，氮气保护下320°C反应30min，得到粒径15nm的Fe304纳米粒子，加入乙醇将纳米颗粒沉淀出来，离心后，将所得纳米粒子溶于正己烷中，形成浓度为?lOmgmL 1的稳定胶体溶液。
[0043](2)HBF4包覆Fe 304纳米粒子胶体溶液的制备:将所得的Fe 304纳米粒子胶体溶液置于离心管内，向其中加入10mL的DMF。逐滴加入HBF4，边加边震荡，直至纳米粒子交换到DMF相。加15mL甲苯，离心，将所得纳米粒子溶于DMF中。
[0044](3)辛胺包覆Fe304纳米粒子胶体溶液的制备:将所得的Fe 304纳米粒子胶体溶液置于离心管内，向其中加入10mL的DMF。逐滴加入辛胺，边加边震荡，直至纳米粒子交换到正己烷相。加15mL甲苯，离心，将所得纳米粒子溶于正己烷中。
[0045](4)辛胺包覆Fe304纳米粒子超晶格的制备:室温下将所得Fe 304纳米粒子胶体溶液置于瓷舟中，室温下正己烷自然挥发完全后得到高度有序辛胺包覆的Fe304纳米粒子超晶格。
[0046](5)碳包覆Fe304纳米粒子超晶格的制备:将辛胺包覆Fe 304纳米粒子超晶格材料转移至管式炉中，在氮气或氩气气氛下400°C高温煅烧2小时，即可得到碳包覆Fe304纳米粒子超晶格，
[0047](6)介孔碳材料的制备:将所得碳包覆Fe304纳米粒子超晶格材料分散于浓盐酸中，室温搅拌5h，刻蚀掉Fe304纳米粒子，即得到孔径为14nm左右的介孔碳材料。
[0048](7)高度有序的2层为主的介孔石墨烯骨架制备:将所得的介孔碳材料进行1000°C高温煅烧2h，可以得到高度有序的2层为主的介孔石墨烯骨架。
[0049]实施例2:
[0050](l)Fe304纳米粒子的制备:同实施例1。
[0051 ] ⑵HBF4包覆Fe 304纳米粒子胶体溶液的制备:同实施例1。
[0052](3) 二十胺包覆Fe304纳米粒子胶体溶液的制备:将所得的Fe 304纳米粒子胶体溶液置于离心管内，向其中加入10mL的DMF。逐步加入二十二胺，边加边震荡，直至纳米粒子交换到正己烷相。加15mL甲苯，离心，将所得纳米粒子溶于正己烷中。
[0053](4) 二十二胺包覆Fe304纳米粒子超晶格的制备:室温下将所得Fe 304纳米粒子胶体溶液置于瓷舟中，再补加0.5g 二十二胺，室温下正己烷自然挥发完全后得到高度有序二十二包覆的Fe304纳米粒子超晶格。
[0054](5)碳包覆Fe304纳米粒子超晶格的制备:同实施例1。
[0055](6)介孔碳材料的制备:同实施例1。
[0056](7)高度有序的以5层为主的介孔石墨烯骨架制备:将所得的介孔碳材料进行1000°C高温煅烧2h，可以得到高度有序的以5层为主的介孔石墨烯骨架。
[0057]实施例3:
[0058](l)Fe304纳米粒子的制备:同实施例1。
[0059]⑵HBF4包覆Fe 304纳米粒子胶体溶液的制备:同实施例1。
[0060](3) 1-十四基磷酸包覆Fe304纳米粒子胶体溶液的制备:将所得的Fe 304纳米粒子胶体溶液置于离心管内，向其中加入10mL的DMF。逐步加入1_十四基磷酸，边加边震荡，直至纳米粒子交换到正己烷相。加15mL甲苯，离心，将所得纳米粒子溶于正己烷中。
[0061](4) 1-十四基磷酸包覆Fe304纳米粒子超晶格的制备:室温下将所得Fe 304纳米粒子胶体溶液置于瓷舟中，室温下正己烷自然挥发完全后得到高度有序1-十四基磷酸包覆的Fe304纳米粒子超晶格。
[0062](5)碳包覆Fe304纳米粒子超晶格的制备:同实施例1。
[0063](6)介孔碳材料的制备:同实施例1。
[0064](7)高度有序的以3层为主的介孔石墨烯骨架制备:将所得的介孔碳材料进行1000°C高温煅烧2h，可以得到高度有序的以3层为主的介孔石墨烯骨架。
【主权项】
1.一种高度有序可控层厚的介孔石墨烯的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)以油酸铁作为前驱体，以油酸(或油胺)作为配体，采用高温溶液法制备单分散Fe304纳米粒子，所得纳米粒子表面由油酸(或油胺)配体分子所包覆，纳米粒子的粒径和形貌可以通过调变温度、配体用量、溶剂等进行调制；将上述纳米粒子溶于非极性溶剂中，形成稳定的Fe304纳米粒子胶体溶液；； (2)将所得的Fe304纳米粒子胶体溶液置于离心管内，向其中加入适量的亲水溶剂。逐滴加入HBF4(N0BF4)，边加边震荡，直至纳米粒子交换到亲水溶剂相；加适量反溶剂，离心，将所得纳米粒子溶于亲水溶剂中； (3)将所(2)得的Fe304纳米粒子胶体溶液置于离心管内，向其中加入适量的非极性溶剂；逐滴加入含碳有机化合物除油酸、油胺，边加边震荡，直至纳米粒子交换到亲水溶剂相；加适量反溶剂，离心，将所得纳米粒子溶于非极性溶剂中； (4)将所(3)得Fe304纳米粒子胶体溶液置于瓷舟中，控制溶剂挥发速率，诱导纳米颗粒自组装，溶剂完全挥发后即得到具有高度有序结构的纳米粒子超晶格； (5)将纳米粒子超晶格在氮气或氩气下进行高温煅烧，碳化纳米粒子表面的含碳有机化合物配体分子，得到碳包覆的Fe304纳米颗粒超晶格； (6)将碳包覆的Fe304纳米粒子超晶格材料分散于强酸中进行刻蚀处理，去除Fe304纳米粒子后得到具有高比表面积、三维连续孔道结构的介孔碳材料； (7)将所得的介孔碳材料进行高温石墨化处理，可以得到高度有序的不同层厚的介孔石墨烯骨架。2.根据权利要求1所述的高度有序的可控层厚的介孔石墨烯的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述高温溶液法的反应温度为250?330°C，反应时间约0.5?2小时；油酸或油胺的浓度为1.5?4.5mM，所用反应溶剂为十六烯、辛醚、十八烯、二十烯中的一种或其中的多种；所得Fe304纳米粒子粒径为5?50nm ;所述非极性溶剂为正己烷、辛烷、甲苯、氯仿、四氯乙烯、四氢呋喃中的一种或其中的多种。3.根据权利要求1所述的一种高度有序的可控层厚的介孔石墨烯的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的亲水溶剂可以为DMF、DMSO、乙腈中的一种或者多种；所述的反溶剂可以为甲苯、丙酮、乙醇、甲醇、异丙醇中的一种或者多种。4.根据权利要求1所述的一种高度有序的可控层厚的介孔石墨烯的制备方法，其特征在于步骤(3)所述的非极性溶剂可以为环己烷、氯仿、正己烷、辛烷、四氯乙烯中的一种或其中的多种；含碳有机化合物(除油酸、油胺)可以为二十胺、十六胺、十四酸、1-十四基磷酸、辛胺、正丁胺中的一种或者多种。5.根据权利要求1所述的一种高度有序的可控层厚的介孔石墨烯的制备方法，其特征在于步骤(4)所述的亲水溶剂可以为DMF、DMSO、THF中的一种或者多种。6.根据权利要求1所述的一种高度有序的可控层厚的介孔石墨烯的制备方法，其特征在于步骤(5)中所述的高温煅烧的温度为300?600°C，煅烧的温度为60?180分钟。7.根据权利要求1所述的一种高度有序的可控层厚的介孔石墨烯的制备方法，其特征在于步骤(6)中所用的强酸为浓盐酸、硝酸、硫酸中的一种或其中的几种，刻蚀温度为20?60。。。8.根据权利要求1所述的一种高度有序的可控层厚的介孔石墨烯的制备方法，其特征在于步骤(7)中高温石墨化的温度可以为1000°C?1600°C。
【专利摘要】本发明公开了一种高度有序的可控层厚的介孔石墨烯骨架的制备方法，其采用溶液法制得单分散Fe3O4纳米颗粒，通过HBF4(NOBF4)处理将油酸包覆的Fe3O4纳米颗粒交换到亲水相，然后再通过不同长度碳链有机化合物处理将Fe3O4纳米颗粒重新交换到有机相，而后通过溶剂挥发诱导纳米颗粒自组装制备三维有序纳米晶超晶格固体，然后将颗粒表面的有机分子高温碳化获得碳包覆的Fe3O4纳米颗粒超晶格，通过酸刻蚀将Fe3O4纳米颗粒除掉获得高度有序的介孔碳材料，再对介孔碳进行高温石墨化处理可以得到高度有序的可控层厚(2～8)的介孔石墨烯骨架。本发明石墨烯结构有序、孔道连续、比表面积较高，在锂离子电池、超级电容器、气体传感器等方面具有广泛应用前景。
【IPC分类】C01B31/04
【公开号】CN105417524
【申请号】CN201510870330
【发明人】王昆明, 李庆化, 杨恩辉
【申请人】青岛昊鑫新能源科技有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月3日