CN105129776A - 一种少层石墨烯及其制备方法 - Google Patents

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张勇
彭昊
韩文韬
曹肱舶
李霞
崔接武
王岩
吴玉程
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Abstract

本发明涉及一种少层石墨烯及其制备方法，属于纳米材料领域中的石墨烯技术领域。所述的石墨烯片层的厚度为3-4nm，制备方法为：(1)将石墨粉、胆酸钠粉末和无水乙醇依次加入到球磨罐中；(2)装好球磨罐，设定好球磨机的转速为300-500r/min，球磨时间为7-20h，盖上盖子；(3)开启球磨机进行球磨，时间到后球磨机自动停止运转。本发明的有益效果体现在：该制备方法具有厚度可控、操作简单、经济的特点，有利于大规模的制备。

Description

一种少层石墨烯及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种少层石墨烯及其制备方法，属于纳米材料领域中的石墨烯技术领域。
背景技术
石墨烯是目前已知的世上最轻的二维结构材料。石墨烯的发现者可能未曾预测到它的研发会有如此迅猛的突破。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫通过简单的“机械剥离法”，利用“胶带”从石墨表面“撕”出单层的石墨——石墨烯，2010年诺贝尔物理学奖授予了这两位物理学家，以表彰他们对石墨烯的研究。石墨烯是单原子层的二维晶体材料也是结构最为简单的碳材料。常见的石墨材料可以看作由石墨烯层层堆叠而成，因此石墨烯也被视作“单层石墨”。被誉为”21世纪神奇材料”的石墨烯是目前已知的世上最薄、最坚硬、室温下导电性最好而且拥有强大灵活性的纳米材料：它可以薄到只有一个碳原子的厚度，1毫米厚的石墨中能剥离出300万层石墨烯;它很硬，其强度比钢还要高200;在室温下，电阻率最低的物质是银，而石墨烯的电阻率比银还小;它透明而不透气种种特性使石墨烯未来在触摸屏、传感器、蓄电池等诸多领域的应用充满想象。科学家预计，未来5到10年里，石墨烯研究会有很大发展，首个石墨烯触摸屏将在三五年内上市，石墨烯电子纸样品2015年可以研发成功，超薄超轻型飞机、超薄可折叠手机、高强度航空材料，甚至更富想象力的太空电梯等未来设备将在相关领域引发革命性突破，并带动价值数万亿美元的新兴产业链。目前，石墨烯原材料石墨的市场售价约为3000元/吨，而提炼成石墨烯后，石墨烯的市场售价高达100万/吨。随着批量化生产和大尺寸难题逐步突破，石墨烯的产业化步伐正在加快，国内外相关机构的科研投入力度上升，市场关注度随之升温。
发明内容
本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种简单，方便，能大量生产高质量厚度可控的少层石墨烯及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
一种少层石墨烯，所述的石墨烯片层的厚度为3-4nm。
所述的少层石墨烯的制备方法，具体步骤如下：
（1）将石墨粉、胆酸钠粉末和无水乙醇依次加入到球磨罐中；
（2）装好球磨罐，设定好球磨机的转速为300-500r/min，球磨时间为7-20h，盖上盖子；
（3）开启球磨机进行球磨，时间到后球磨机自动停止运转。
优选地，所述的石墨粉与胆酸钠粉末的质量比为2.5:1-10:1，所述的无水乙醇的体积与胆酸钠粉末的质量之比为5-50mL：1g。。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：该制备方法具有简单、经济的特点，有利于大规模的制备。
附图说明
图1为本发明中所制备石墨烯的扫描电子照片；
图2为本发明中所制备石墨烯的原子力显微镜照片；
图3为本发明中所制备石墨烯的XPS图。
具体实施方式
下面结合具体事例针对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种少层石墨烯的制备方法，具体步骤如下：
（1）将购自于市场的鳞片石墨粉称取5g加入球磨罐中，然后称取0.5gNaC（胆酸钠）粉末加入球磨罐，再量取15mL无水乙醇加入球磨罐；
（2）将上述获得的装有样品的球磨罐装入球磨机，设定球磨时间为20h，转速为400r/min；
（3）开启球磨机进行球磨，到时间后球磨机自动停止运行，取出样品，即可获得制备的石墨烯样品。
本发明中通过胆酸钠粉末、石墨份、无水乙醇的添加量、球磨时间、球磨转速来对厚度进行控制的。
图1为本发明制备的石墨烯的形貌图，从图中可以看出石墨烯厚度为3-4nm。
图2为原子力显微镜图片直观的说明石墨烯的层数为4-6层。
图3为XPS图说明了制备的石墨烯氧含量比较低，因此可以保持比较高的导电率。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种少层石墨烯，其特征在于：所述的石墨烯片层的厚度为3-4nm。
2.根据权利要求1所述的少层石墨烯的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）将石墨粉、胆酸钠粉末和无水乙醇依次加入到球磨罐中；
（2）装好球磨罐，设定好球磨机的转速为300-500r/min，球磨时间为7-20h，盖上盖子；
（3）开启球磨机进行球磨，时间到后球磨机自动停止运转。
3.根据权利要求2所述的少层石墨烯的制备方法，其特征在于：所述的石墨粉与胆酸钠粉末的质量比为2.5:1-10:1，所述的无水乙醇的体积与胆酸钠粉末的质量之比为5-50mL：1g。
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