本發(fā)明涉及室溫濕化學合成方法，具體涉及一種堿金屬銣（rb）摻雜石墨烯復合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
化學摻雜是利用雜原子從本質(zhì)上修飾基質(zhì)材料性質(zhì)的有效方法，如電學、磁學以及化學和機械性質(zhì)等。對于碳材料而言，化學摻雜是一種豐富載流子密度、加強電學和熱導性能的首選方法。最近，化學摻雜石墨烯已經(jīng)取得了令人矚目的成就。例如，通過使用氧氣蝕刻工藝，石墨烯被同時蝕刻，并且表面經(jīng)氧化而被摻雜；通過使用氮等離子體處理方法，暴露石墨烯于氮等離子體中獲得了氮摻雜的石墨烯。更重要的是金屬摻雜石墨烯的理論研究也已預言了費米能級變化和p-型到n-型交叉的可能性。最近，在各種各樣的摻雜劑中堿金屬rb被認為是一種能夠用于碳材料化學摻雜的優(yōu)越元素，因而期望它可以改善石墨烯的電學性質(zhì)。迄今為止，研究者獲得rb摻雜石墨烯主要利用化學氣相沉積法，這種方法需要在高溫、高真空條件下完成，因而會很容易地導致石墨烯再次堆積。此外，該方法可控性差，而且耗能高，成本高。因此，需要發(fā)展可替代的摻雜方法。在以前的研究中，室溫化學k的摻雜通過π-π相互作用已成功地用于改善碳納米管和石墨烯的特性，如增加了其金屬性質(zhì)，影響了其晶格陣列，并且調(diào)整了它的電學、機械和化學性質(zhì)。但是這種方法在合成過程中加入了有機試劑，嚴重影響了其電學性質(zhì)的充分發(fā)揮。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于：提供一種簡單的室溫下堿金屬rb摻雜石墨烯的制備方法，該方法通過碳原子與金屬原子之間直接相互作用形成化學鍵以獲得“干凈”的rb摻雜石墨烯復合材料，進一步加強了其金屬性能，充分發(fā)揮它的電學、力學及化學性能，在開發(fā)性能優(yōu)良的電子器件方面具有潛在的應(yīng)用價值。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：石墨烯于真空條件下采用加熱方式通n2除o2后以備應(yīng)用；1,2-二甲氧基乙烷通n2除o2后，置于容器中，作為反應(yīng)溶劑；二倍石墨烯量的rb在磁力攪拌下分散于1,2-二甲氧基乙烷中，直至完全溶解；石墨烯分散于上述rb溶解的1,2-二甲氧基乙烷中，磁力攪拌，通過金屬原子和碳原子之間的離子鍵相互作用獲得rb摻雜石墨烯分散液；靜置，rb摻雜石墨烯分散液出現(xiàn)分層，倒出上層澄清溶液；剩余部分經(jīng)乙醇清洗、離心以移除弱結(jié)合的rb，并在真空條件下干燥，獲得黑色粉末，即為穩(wěn)定的rb摻雜石墨烯復合材料。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
1、根據(jù)金屬-石墨烯的理論研究，第一主族到第三主族的金屬，金屬原子與碳原子之間形成離子鍵。利用這一理論，設(shè)計和合成了“干凈”的rb摻雜石墨烯，在無任何保護劑存在下，通過各物質(zhì)之間的協(xié)同作用充分發(fā)揮復合材料的最佳特性，這在納米電子器件以及催化領(lǐng)域具有重要的科學意義。
2、本發(fā)明的rb摻雜石墨烯的合成均在無水無氧的簡易手套箱中進行操作，室溫濕化學合成方法安全可靠，操作簡單，材料易得，反應(yīng)溫和，后處理簡便。
3、rb摻雜石墨烯由rb原子和碳原子直接相互作用形成離子鍵而獲得，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的制備方法簡單，采用一步合成法，而且無需加熱和加入任何其它的添加劑，解決了由于高溫和額外試劑的存在影響復合材料性能的問題。
附圖說明
圖1為室溫下濕化學法合成rb摻雜石墨烯的tem（a）和hr-tem（b）圖像及edax能譜（c）顯示了rb摻雜石墨烯的主要成分為c、o和rb。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但不能理解為是對技術(shù)方案的限制。
實施例1：20mg石墨烯于真空條件下采用加熱方式通n2除o2后以備應(yīng)用；150ml1,2-二甲氧基乙烷（99.5%）通n2除o2后，置于250ml圓底燒瓶中，作為反應(yīng)溶劑；40mgrb在磁力攪拌下分散于150ml1,2-二甲氧基乙烷中，直至完全溶解；20mg石墨烯分散于上述40mgrb溶解的1,2-二甲氧基乙烷中，磁力攪拌48h，通過金屬原子和碳原子之間的離子鍵相互作用，獲得rb摻雜石墨烯分散液；靜置一段時間后，rb摻雜石墨烯分散液出現(xiàn)分層，倒出上層澄清溶液；剩余部分經(jīng)乙醇清洗、離心以移除弱結(jié)合的rb，并在真空條件下干燥，獲得黑色粉末，即為穩(wěn)定的rb摻雜石墨烯復合材料。
上述所得的rb摻雜石墨烯具有以下電學、力學及化學性能：（1）rb摻雜有效調(diào)控石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)，使其具有優(yōu)良電子遷移率和高的自由載流子密度等優(yōu)異的電學性能，進而提高石墨烯的導電性，用于超級電容器、燃料電池及傳感器等方面的研究。（2）rb摻雜進一步增強二維石墨烯的穩(wěn)定性、楊氏模量以強度等基本力學性能，在微電子器件、場效應(yīng)晶體管等領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用價值。（3）rb摻雜后石墨烯表面存在大量的缺陷位點，增加其表面吸附和脫附各種原子和分子，使其表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性及反應(yīng)特性等化學性質(zhì)，這在石墨烯的化學修飾并增強石墨烯復合材料的應(yīng)用上具有非常大的潛能。