一種基于生物還原法制備石墨烯的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于生物還原法制備石墨烯的方法，步驟包括：（1）將氧化石墨烯粉末用去離子水進行分散，分散后配制成為水溶液；（2）將氧化石墨烯水溶液進行渦流攪拌，渦流攪拌的同時加入氫氧化鎂粉末；（3）渦流攪拌后再向氧化石墨烯水溶液中加入甲硫氨酸、色氨酸；（4）待渦流攪拌后再向氧化石墨烯水溶液中加入麥芽糖；（5）加入麥芽糖后將氧化石墨烯水溶液再進行超聲微波協(xié)同處理；（6）超聲微波協(xié)同處理結(jié)束后，將水溶液進行離心，下層沉淀即為基于生物還原法制備得到的石墨烯。制備得到的石墨烯的還原程度非常高，并且制備過程較為簡單，制備過程無污染產(chǎn)生，制備得到的石墨烯材料的導電率也非常高。
【專利說明】一種基于生物還原法制備石墨烯的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種石墨烯的還原方法，特別是涉及一種基于生物還原法制備石墨烯 的方法。

【背景技術】
[0002] 石墨烯為一種只有一個碳原子厚度的二維材料，是目前已知的最薄、最堅硬的納 米材料，石墨烯具有非常高的拉伸模量和極限強度。正是由于石墨烯不同于常規(guī)材料的結(jié) 構(gòu)，因此石墨烯具有非常高的導熱性能和導電性能，因此石墨烯被廣泛的用于微納傳感器、 微型集成電路、電容器等領域。
[0003] 石墨烯的制備方法較多，目前已知的有機械剝離法、化學氣相沉積法、化學氧化還 原法等方法。其中將氧化石墨烯通過還原的方法制備得到石墨烯也是常見的一種方法。其 中還原方法有化學法和生物法，常規(guī)的方法使用的溶劑和材料具有較大的污染性，在制備 石墨烯的同時對環(huán)境有較大的破壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 要解決的技術問題：常規(guī)的化學還原法制備石墨烯過程中產(chǎn)生大量的污染，并且 制備過程非常復雜，制備得到的石墨烯材料還原不徹底、導電率較低、不能較好的滿足石墨 烯領域科研和工業(yè)需要的問題。
[0005] 技術方案：針對上述的問題，本發(fā)明公開了一種基于生物還原法制備石墨烯的方 法，制備方法包括以下步驟： (1) 將氧化石墨烯粉末用去離子水進行分散，分散后配制成為水溶液； (2) 將氧化石墨烯水溶液進行渦流攪拌，渦流攪拌的同時加入氫氧化鎂粉末； (3) 渦流攪拌后再向氧化石墨烯水溶液中加入甲硫氨酸、色氨酸； (4) 待渦流攪拌后再向氧化石墨烯水溶液中加入麥芽糖； (5) 加入麥芽糖后將氧化石墨烯水溶液再進行超聲微波協(xié)同處理； (6) 超聲微波協(xié)同處理結(jié)束后，將水溶液進行離心，下層沉淀即為基于生物還原法制備 得到的石墨烯。
[0006] 所述的一種基于生物還原法制備石墨烯的方法，制備方法優(yōu)選包括以下步驟： (1)取氧化石墨烯粉末為8?12g，將氧化石墨烯粉末用130g?150g去離子水進行分 散，分散后配制成為氧化石墨烯水溶液； (2 )將步驟（1)中的氧化石墨烯水溶液進行渦流攪拌，渦流攪拌的同時加入氫氧化鎂粉 末，加入的氫氧化鎂粉末的重量為12g?14g ; (3) 渦流攪拌后再向氧化石墨烯水溶液中加入甲硫氨酸、色氨酸，甲硫氨酸的加入量為 16g?19g，色氨酸的加入量為22g?24g ; (4) 待渦流攪拌后再向氧化石墨烯水溶液中加入麥芽糖為8g?llg ; (5) 加入麥芽糖后將氧化石墨烯水溶液再進行超聲微波協(xié)同處理，超聲功率為200? 300w，微波功率為50w，處理時間為40min?70min ; (6)超聲微波協(xié)同處理結(jié)束后，將水溶液進行離心，離心轉(zhuǎn)速為5000rpm，除去上清液， 下層沉淀即為基于生物還原法制備得到的石墨烯。
[0007] 所述的一種基于生物還原法制備石墨烯的方法，制備過程中加入的色氨酸重量優(yōu) 選為24g。 所述的一種基于生物還原法制備石墨烯的方法，制備過程中超聲功率優(yōu)選為250w。
[0008] 所述的一種基于生物還原法制備石墨烯的方法，制備過程中微波超聲處理時間優(yōu) 選為70min。
[0009] 所述的一種基于生物還原法制備石墨烯的方法，制備過程中加入的氫氧化鎂優(yōu)選 為 14g。
[0010] 有益效果：通過采用本發(fā)明的綠色環(huán)保材料如甲硫氨酸、色氨酸、麥芽糖，對氧化 石墨烯進行有效還原，制備得到的石墨烯的還原程度非常高，碳氧摩爾比達到了 10以上， 并且制備過程較為簡單，制備過程無污染產(chǎn)生，制備得到的石墨烯材料的導電率為957S/m 至1043S/m，能夠較好的滿足市場的實際需要。
[0011]

【具體實施方式】
[0012] 實施例1 (1)取經(jīng)典的hu_er法氧化石墨烯粉末為8g，將氧化石墨烯粉末用150g去離子水進 行分散，分散后配制成為氧化石墨烯水溶液； (2 )將步驟（1)中的氧化石墨烯水溶液進行渦流攪拌，渦流攪拌的同時加入氫氧化鎂粉 末，加入的氫氧化鎂粉末的重量為14g ; (3) 渦流攪拌后再向氧化石墨烯水溶液中加入甲硫氨酸、色氨酸，甲硫氨酸的加入量為 19g，色氨酸的加入量為22g ; (4) 待渦流攪拌后再向氧化石墨烯水溶液中加入麥芽糖為llg ; (5) 加入麥芽糖后將氧化石墨烯水溶液再進行超聲微波協(xié)同處理，超聲功率為300w，微 波功率為50w，處理時間為40min ; (6) 超聲微波協(xié)同處理結(jié)束后，將水溶液進行離心，離心轉(zhuǎn)速為5000rpm，除去上清液， 下層沉淀即為基于生物還原法制備得到的石墨烯。
[0013] 實施例2 (1)取經(jīng)典的hu_er法氧化石墨烯粉末為10g，將氧化石墨烯粉末用130g去離子水進 行分散，分散后配制成為氧化石墨烯水溶液； (2 )將步驟（1)中的氧化石墨烯水溶液進行渦流攪拌，渦流攪拌的同時加入氫氧化鎂粉 末，加入的氫氧化鎂粉末的重量為12g ; (3) 渦流攪拌后再向氧化石墨烯水溶液中加入甲硫氨酸、色氨酸，甲硫氨酸的加入量為 16g，色氨酸的加入量為24g ; (4) 待渦流攪拌后再向氧化石墨烯水溶液中加入麥芽糖為8g ; (5) 加入麥芽糖后將氧化石墨烯水溶液再進行超聲微波協(xié)同處理，超聲功率為200w，微 波功率為50w，處理時間為70min ;
【權(quán)利要求】
1. 一種基于生物還原法制備石墨烯的方法，其特征在于制備方法包括以下步驟： 將氧化石墨烯粉末用去離子水進行分散，分散后配制成為水溶液； 將氧化石墨烯水溶液進行渦流攪拌，渦流攪拌的同時加入氫氧化鎂粉末； 渦流攪拌后再向氧化石墨烯水溶液中加入甲硫氨酸、色氨酸； 待潤流攬祥后再向氧化石墨稀水溶液中加入麥芽糖； 加入麥芽糖后將氧化石墨烯水溶液再進行超聲微波協(xié)同處理； 超聲微波協(xié)同處理結(jié)束后，將水溶液進行離心，下層沉淀即為基于生物還原法制備得 到的石墨稀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于生物還原法制備石墨烯的方法，其特征在于制備方 法包括以下步驟： (1)取氧化石墨烯粉末為8?12g，將氧化石墨烯粉末用130g?150g去離子水進行分 散，分散后配制成為氧化石墨烯水溶液； (2 )將步驟（1)中的氧化石墨烯水溶液進行渦流攪拌，渦流攪拌的同時加入氫氧化鎂粉 末，加入的氫氧化鎂粉末的重量為12g?14g ; (3) 渦流攪拌后再向氧化石墨烯水溶液中加入甲硫氨酸、色氨酸，甲硫氨酸的加入量為 16g?19g，色氨酸的加入量為22g?24g ; (4) 待渦流攪拌后再向氧化石墨烯水溶液中加入麥芽糖為8g?llg ; (5) 加入麥芽糖后將氧化石墨烯水溶液再進行超聲微波協(xié)同處理，超聲功率為200? 300w，微波功率為50w，處理時間為40min?70min ; (6) 超聲微波協(xié)同處理結(jié)束后，將水溶液進行離心，離心轉(zhuǎn)速為5000rpm，除去上清液， 下層沉淀即為基于生物還原法制備得到的石墨烯。
3. 權(quán)利要求2所述的一種基于生物還原法制備石墨烯的方法，其特征在于制備過程中 加入的色氨酸重量為24g。
4. 權(quán)利要求2所述的一種基于生物還原法制備石墨烯的方法，其特征在于制備過程中 超聲功率為250w。
5. 權(quán)利要求2所述的一種基于生物還原法制備石墨烯的方法，其特征在于制備過程中 微波超聲處理時間為70min。
6. 權(quán)利要求2所述的一種基于生物還原法制備石墨烯的方法，其特征在于制備過程中 加入的氫氧化鎂為14g。
【文檔編號】C01B31/04GK104118866SQ201410286724
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】陳鑫 申請人:蘇州世優(yōu)佳電子科技有限公司