一種石墨烯及其制備方法與流程

本發明屬于納米材料制備
技術領域：
，具體涉及一種石墨烯及其制備方法。
背景技術：
：石墨烯(Graphene)是由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，因其獨特的形貌和結構而具有優異的電學、熱學和力學等性質，在納米電子器件、復合材料、太陽能電池、超級電容、儲氫材料等領域具有廣泛的應用前景。目前，石墨烯常見的制備方法有機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法和化學氣相沉積法(CVD)。機械剝離法是利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對運動，得到石墨烯薄層材料的方法。這種方法操作簡單，得到的石墨烯通常保持著完整的晶體結構，但是得到的片層小，生產效率低。化學氧化還原法是通過將石墨氧化，增大石墨層之間的間距，再通過物理方法將其分離，最后通過化學法還原，得到石墨烯的方法。這種方法操作簡單，產量高，但是產品質量較低。SiC外延法是通過在超高真空的高溫環境下，使硅原子升華脫離材料，剩下的C原子通過自組形式重構，從而得到基于SiC襯底的石墨烯。這種方法可以獲得高質量的石墨烯，但是這種方法對設備要求較高。CVD制得石墨烯具有面積大和質量高的特點，但現階段成本較高，工藝條件還需進一步完善。其中，采用化學氧化還原法制得的石墨烯產品質量較低，在制備過程中會誘發各種缺陷和含氧官能團，這些缺陷和含氧官能團(如羥基和環氧基)會導致石墨烯的電子特性退化；同時，還原過程中還可能發生聚合、離子摻雜等副反應。中國專利文獻CN101602504A公開了一種基于抗壞血酸的石墨烯制備方法。該制備方法公開了如下步驟：第一步，在室溫下將石墨和硝酸鈉進行冷卻處理后，加入濃硫酸并攪拌，然后在1h內將高錳酸鉀分批加入濃硫酸中并保持攪拌，最后用水浴加熱至35±3℃，反應2h后加入去離子水，得到褐色石墨懸浮液；第二步，將得到的褐色石墨懸浮液繼續反應15分鐘，然后向石墨懸浮液中加入雙氧水和去離子水，得到亮黃色石墨稀釋液；第三步，將亮黃色石墨稀釋液過濾后得到黃褐色的濾餅，將濾餅進行酸洗處理后分散于水中，經離心處理將得到的氧化石墨凝膠，將氧化石墨凝膠干燥處理后得到氧化石墨固體；第四步，將氧化石墨分散于去離子水中，通過超聲脫落處理1h將氧化石墨烯脫落，制成氧化石墨烯溶液；第五步，將氧化石墨烯溶液與抗壞血酸水溶液混合后靜置，得到石墨烯溶液。通過上述制備方法，實現了在不添加任何分散劑的條件下，利用氫鍵作用制備出可穩定分散的單層石墨烯水溶液，避免了分散劑對石墨烯后續的應用產生不利影響。但是，上述石墨烯制備方法存在如下缺陷：1)利用抗壞血酸將氧化石墨烯還原為石墨烯，因抗壞血酸還原能力有限，會導致制得的石墨烯中存在大量含氧基團，影響石墨烯的電子特性，如導電性等。技術實現要素：為此，本發明所要解決的是現有技術中通過氧化還原法制得的石墨烯存在大量含氧基團，影響石墨烯的電子特性的技術問題，進而提供一種能將制得的石墨烯中含氧基團充分還原，提高石墨烯的電子特性的制備方法及該制備方法制得的石墨烯。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：本發明所提供的石墨烯的制備方法，包括如下步驟：利用石墨粉制備氧化石墨；將所述氧化石墨與還原性氣體接觸反應，得到一步還原氧化石墨烯；將所述還原氧化石墨烯與維生素C反應，并對反應后產物進行離心分離，取沉淀，干燥，得到二步還原氧化石墨烯，即石墨烯。所述接觸反應步驟中，所述氧化石墨質量為0.5g～1g，所述還原性氣體的流速為100sccm～300sccm；所述接觸反應步驟的溫度為200℃～600℃。所述一步還原氧化石墨烯與所述維生素C的質量比為(0.5～1):(2～5)。所述反應的條件如下：反應溫度為20℃～30℃；超聲功率為800W～1500W。進一步地，所述反應的條件如下：反應溫度為20℃～30℃；超聲功率為800W～1500W，時間為2h-3h。所述離心分離步驟的條件如下：轉速為3000r/min～6000r/min，時間為5min～20min；所述干燥步驟的溫度為30℃～60℃，時間為24h～72h。在進行所述反應之前，還包括將所述一步還原氧化石墨烯添加到分散劑中，并于800W～1500W下超聲分散100min～300min的步驟；在所述一步還原氧化石墨烯與所述維生素C混合之后，所述反應之前，還包括對所述一步還原氧化石墨烯與所述維生素C的混合物于800W～1500W下超聲200min～350min的步驟。所述氧化石墨的制備方法，包括如下步驟：在不高于5℃的冰浴條件下，將石墨粉、NaNO3和濃硫酸進行混合攪拌，得到第一混合體系；將高錳酸鉀加入所述第一混合體系并混合均勻攪拌；然后在不高于5℃的冰浴條件下，進行第一次攪拌反應至溶液顏色呈墨綠色，并置于第一水浴中攪拌至溶液顏色呈棕色，得到初產物；將去離子水加入所述初產物中并攪拌至整個反應體系的溫度升至90℃；再將所述整個反應體系置于第二次水浴中攪拌，得到中間產物；將去離子水加入所述中間產物中，再加入雙氧水進行第二攪拌反應至溶液顏色呈亮黃色，得到氧化石墨溶液；再經離心分離、取沉淀、干燥，得到氧化石墨。進一步地，所述石墨粉、所述NaNO3和所述濃硫酸的比例為(0.5-1.5)g：(0.5-1.5)g：(20-25)ml；所述第一次攪拌反應步驟中，所述石墨粉和所述高錳酸鉀的質量比為(0.5-1.5)：(4-6)；所述初產物和所述去離子水的比例為(0.5g-1.5g)：(35mL-40mL)；所述第二次攪拌反應步驟中，所述中間產物、所述去離子水和所述雙氧水的比例為(0.5g-1.5g)：(85mL-95mL)：(3mL-5mL)。所述第一次水浴的溫度為30℃-40℃，所述第二次水浴溫度是85℃-95℃；所述離心分離步驟，包括如下步驟：對所述氧化石墨溶液進行酸洗并離心得一次沉淀物，再對所述一次沉淀物進行水洗并離心得二次沉淀物，重復所述離心分離步驟，直至溶液pH為中性。所述干燥的溫度為40℃-60℃，時間為70h-75h。進一步地，所述第一次攪拌反應的溫度為30℃-40℃，時間為3.5h-4.5h。進一步地，在所述第一水浴中的攪拌時間為2h-3h。進一步地，所述還原性氣體為氫氣、或者氫氣和氬氣的混合氣體。進一步地，所述石墨目數為200～350目。進一步地，所述濃硫酸的體積分數為95％～98％。本發明還提供了由上述制備方法制得的石墨烯。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：1)本發明實施例所提供的石墨烯的制備方法，通過將石墨粉制備成氧化石墨，使石墨粉充分氧化，在石墨片層間帶上羰基、羥基等基團，使石墨層間距變大成為氧化石墨。而且利于其后續與還原性氣體充分接觸反應，使氧化石墨烯中的含氧基團充分還原。通過將所述氧化石墨與還原性氣體接觸反應，得到還原氧化石墨烯。在一定溫度下，還原性氣體能進入氧化石墨層間，能有效與氧化石墨接觸反應，還原含氧基團，防止含氧基團影響石墨烯的電子特性等。通過將還原氧化石墨烯與維生素C反應，使接觸反應和超聲反應協同作用，通過接觸反應使氧化石墨烯中的部分含氧基團被還原，使超聲反應過程中維生素C能更充分地與剩余的含氧基團接觸反應，增加含氧基團的還原程度。而且超聲也進一步地增加還原氧化石墨烯與維生素C的接觸，增強還原活性，使石墨烯中含氧基團去除更徹底。2)本發明實施例所提供的石墨烯的制備方法，通過限定氧化石墨質量、還原性氣體的流速、接觸反應的溫度，使氧化石墨上的可還原位點充分與還原性氣體接觸，達到飽和。而且該限定溫度下，能將含氧基團徹底還原，提高石墨烯的電子性能。3)本發明實施例所提供的石墨烯的制備方法，通過限定一步還原氧化石墨烯與維生素C的質量比、反應的溫度，攪拌時間、以及超聲功率。在該超聲功率下，維生素C能聚集到一步還原氧化石墨烯的剩余可還原位點，將含氧基團還原徹底，提高石墨烯的電子性能。4)本發明實施例所提供的石墨烯，層數較低，可達到1～3層，電子性能優異。附圖說明為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為實施例1中所制得的石墨烯的TEM圖片；圖2為實施例1中所制得的石墨烯的高分辨TEM圖片。具體實施方式為了更好地說明本發明的目的、技術方案和優點，下面將結合具體實施例對本發明做進一步描述。本發明可以以許多不同的形式實施，而不應該被理解為限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例，使得本公開將是徹底和完整的，并且將把本發明的構思充分傳達給本領域技術人員，本發明將僅由權利要求來限定。此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。實施例1本實施例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將0.5g的200目石墨粉和1.5gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取20ml體積分數為95％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分攪拌，得到第一混合體系；S12、將4g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，繼續在不高于5℃的冰浴條件下攪拌4h；移出冰浴，并置于溫度為30℃水浴中攪拌2h，得到初產物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產物中，保持去離子水和初產物的比例為35mL：1g。并劇烈的攪拌至整個反應體系的溫度升至90℃。再將整個反應體系置于溫度為85℃的水浴中攪拌，得到中間產物；S14、移出水浴，向中間產物中加入去離子水，并攪拌，再加入雙氧水，保證中間產物、去離子水和雙氧水的比例為0.5g：95mL：3mL，在25℃下反應至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分數為5％的鹽酸對氧化石墨溶液進行酸洗三次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在40℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨置于氣氛爐中，并控制氧化石墨的質量為0.5g、氫氬混合氣的流速為100sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分數為4％，在200℃下反應3h，得到一步還原氧化石墨烯；S3、將一步還原氧化石墨烯添加到去離子水中，并于800W下超聲分散300min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質量比為1:4，于800W下超聲300min。最后在20℃、超聲功率為800W下反應24h。S4、將上述反應產物在轉速為3000r/min下離心分離20min，取沉淀。并將沉淀在30℃下干燥72h，得到石墨烯，測知該石墨烯的比表面積為410m2/g；相應的TEM測試數據如圖1和圖2所示，從圖1可得知：在銅網上看到一層透明薄膜，褶皺部分是石墨烯片層疊加產生；從圖2可得知：氧化石墨烯的層數少，約為3層。實施例2本實施例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將1g的250目石墨粉和1gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取25ml體積分數為96％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將6g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續攪拌反應4h；移出冰浴，并置于溫度為35℃水浴中攪拌2h，得到初產物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產物中，保持去離子水和初產物的比例為40mL：1.5g。并劇烈的攪拌至整個反應體系的溫度升至90℃。再將整個反應體系置于溫度為95℃的水浴中攪拌，得到中間產物；S14、移出水浴，向中間產物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產物、去離子水和雙氧水的比例為1.5g：90mL：4mL，在25℃下反應至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分數為5％的鹽酸對氧化石墨溶液進行酸洗四次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在60℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨置于還原性氣氛爐中，并控制氧化石墨的質量為0.8g、氫氬混合氣的流速為200sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分數為4％，在400℃下反應3h，得到一步還原氧化石墨烯；S3、將一步還原氧化石墨烯添加到去離子水中，并于1000W下超聲分散200min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質量比為1:8，于1000W下超聲320min。最后在30℃、超聲功率為1500W下反應攪拌反應24h。S4、將上述反應產物在轉速為4000r/min下離心分離10min，取沉淀。并將沉淀在50℃下干燥36h，得到石墨烯，測知該石墨烯的比表面積為400m2/g。實施例3本實施例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將1.5g的350目石墨粉和0.5gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取23ml體積分數為98％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將5g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并混合不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續攪拌4h；移出冰浴，并置于溫度為40℃水浴中攪拌2h，得到初產物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產物中，保持去離子水和初產物的比例為37mL：0.5g。并劇烈的攪拌至整個反應體系的溫度升至90℃。再將整個反應體系置于溫度為90℃的水浴中攪拌，得到中間產物；S14、移出水浴，向中間產物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產物、去離子水和雙氧水的比例為1g：85mL：5mL，在25℃下反應至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分數為5％的鹽酸對氧化石墨溶液進行酸洗三次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在60℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨置于還原性氣氛爐中，并控制氧化石墨的質量為1g、氫氬混合氣的流速為300sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分數為4％，在600℃下反應3h，得到一步還原氧化石墨烯；S3、將一步還原氧化石墨烯添加到去離子水中，并于1500W下超聲分散100min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質量比為1:10，于1500W下超聲200min。最后在25℃、超聲功率為1000W下反應2h。S4、將上述反應產物在轉速為6000r/min下離心分離5min，取沉淀。并將沉淀在60℃下干燥24h，得到石墨烯，測知該石墨烯的比表面積為420m2/g。實施例4本實施例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將0.8g的300目石墨粉和1.2gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取21ml體積分數為97％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將4.7g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并混合不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續攪拌反應4h；移出冰浴，并置于溫度為36℃水浴中攪拌2h，得到初產物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產物中，保持去離子水和初產物的比例為36mL：0.6g。并劇烈的攪拌至整個反應體系的溫度升至90℃。再將整個反應體系置于溫度為87℃的水浴中攪拌，得到中間產物；S14、移出水浴，向中間產物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產物、去離子水和雙氧水的比例為1.1g：90mL：4.5mL，在25℃下反應至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分數為5％的鹽酸對氧化石墨溶液進行酸洗四次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在60℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨置于還原性氣氛爐中，并控制氧化石墨的質量為0.7g、氫氬混合氣的流速為230sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分數為4％，在550℃下反應3h，得到一步還原氧化石墨烯；S3、將一步還原氧化石墨烯添加到去離子水中，并于1200W下超聲分散130min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質量比為1:5，于900W下超聲280min。最后在22℃、超聲功率為1200W下攪拌反應24h。S4、將上述反應產物在轉速為5000r/min下離心分離8min，取沉淀。并將沉淀在52℃下干燥30h，得到石墨烯，測知該石墨烯的比表面積為450m2/g。實施例5本實施例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將1.1g的250目石墨粉和1.5gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取25ml體積分數為96％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將5.2g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續攪拌反應至溶液顏色呈墨綠色；移出冰浴，并置于溫度為32℃水浴中攪拌4h，得到初產物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產物中，保持去離子水和初產物的比例為38mL：1g。并劇烈的攪拌至整個反應體系的溫度升至90℃。再將整個反應體系置于溫度為92℃的水浴中攪拌，得到中間產物；S14、移出水浴，向中間產物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產物、去離子水和雙氧水的比例為1.2g：88mL：3.5mL，在25℃下反應至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分數為5％的鹽酸對氧化石墨溶液進行酸洗四次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在48℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨置于還原性氣氛爐中，并控制氧化石墨的質量為0.9g、氫氬混合氣的流速為280sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分數為4％，在500℃下反應3h，得到一步還原氧化石墨烯；S3、將一步還原氧化石墨烯添加到去離子水中，并于1000W下超聲分散230min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質量比為1:2，于1100W下超聲250min。最后在26℃、超聲功率為1100W下攪拌反應24h。S4、將上述反應產物在轉速為4500r/min下離心分離12min，取沉淀。并將沉淀在48℃下干燥28h，得到石墨烯，測知該石墨烯的比表面積為430m2/g。對比例1本對比例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將0.5g的200目石墨粉和1.5gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取20ml體積分數為95％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將4g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并混合不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續攪拌反應4h；移出冰浴，并置于溫度為30℃水浴中攪拌2h，得到初產物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產物中，保持去離子水和初產物的比例為35mL：1g。并劇烈的攪拌至整個反應體系的溫度升至90℃。再將整個反應體系置于溫度為85℃的水浴中攪拌，得到中間產物；S14、移出水浴，向中間產物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產物、去離子水和雙氧水的比例為0.5g：95mL：3mL，在25℃下反應至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分數為5％的鹽酸對氧化石墨溶液進行酸洗三次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在55℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨置于還原性氣氛爐中，并控制氧化石墨的質量為0.5g、氫氬混合氣的流速為100sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分數為4％，在200℃下反應3h，得到石墨烯，測知該石墨烯的比表面積為280m2/g。對比例2本對比例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將0.5g的200目石墨粉和1.5gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取20ml體積分數為95％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將4g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續攪拌反應4h；移出冰浴，并置于溫度為30℃水浴中攪拌2h，得到初產物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產物中，保持去離子水和初產物的比例為35mL：1g。并劇烈的攪拌至整個反應體系的溫度升至90℃。再將整個反應體系置于溫度為85℃的水浴中攪拌，得到中間產物；S14、移出水浴，向中間產物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產物、去離子水和雙氧水的比例為0.5g：95mL：3mL，在25℃下反應至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分數為5％的鹽酸對氧化石墨溶液進行酸洗三次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在60℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨添加到去離子水中，并于800W下超聲分散300min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質量比為1:4，于800W下超聲300min。最后在20℃、超聲功率為800W下攪拌反應24h。S3、將上述反應產物在轉速為3000r/min下離心分離20min，取沉淀。并將沉淀在30℃下干燥72h，得到石墨烯，測知該石墨烯的比表面積為210m2/g。對比例3本對比例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將0.5g的200目石墨粉和1.5gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取20ml體積分數為95％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分攪拌，得到第一混合體系；S12、將4g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，繼續在不高于5℃的冰浴條件下攪拌4h；移出冰浴，并置于溫度為30℃水浴中攪拌2h，得到初產物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產物中，保持去離子水和初產物的比例為35mL：1g。并劇烈的攪拌至整個反應體系的溫度升至90℃。再將整個反應體系置于溫度為85℃的水浴中攪拌，得到中間產物；S14、移出水浴，向中間產物中加入去離子水，并攪拌，再加入雙氧水，保證中間產物、去離子水和雙氧水的比例為0.5g：95mL：3mL，在25℃下反應至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分數為5％的鹽酸對氧化石墨溶液進行酸洗三次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在40℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨添加到去離子水中，并于800W下超聲分散300min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質量比為1:4，于800W下超聲300min。最后在20℃、超聲功率為800W下反應24h。S3、將上述反應產物在轉速為3000r/min下離心分離20min，取沉淀。并將沉淀在30℃下干燥72h，得到一步還原氧化石墨烯；S4、將一步還原氧化石墨烯置于氣氛爐中，并控制一步還原氧化石墨的質量為0.5g、氫氬混合氣的流速為100sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分數為4％，在200℃下反應3h，得到石墨烯，測知該石墨烯的比表面積為300m2/g。對比例4本對比例提供了石墨烯及其制備方法。所述制備方法，包括如下步驟：S1、利用石墨粉制備氧化石墨：S11、將1g的250目石墨粉和1gNaNO3加入燒杯中；并用量筒量取25ml體積分數為96％的濃硫酸加入上述燒杯中，在不超過5℃的冰浴條件下，充分混合攪拌，得到第一混合體系；S12、將6g高錳酸鉀分三批緩慢加入上述第一混合體系中，并不間斷攪拌，待高錳酸鉀全部加完后，在不高于5℃的冰浴條件下，繼續攪拌反應4h；移出冰浴，并置于溫度為35℃水浴中攪拌2h，得到初產物；S13、移出水浴，在常溫下緩慢將去離子水加入到上述初產物中，保持去離子水和初產物的比例為40mL：1.5g。并劇烈的攪拌至整個反應體系的溫度升至90℃。再將整個反應體系置于溫度為95℃的水浴中攪拌，得到中間產物；S14、移出水浴，向中間產物中加入去離子水，并攪拌，在攪拌過程中加入雙氧水，保證中間產物、去離子水和雙氧水的比例為1.5g：90mL：4mL，在25℃下反應至溶液顏色呈亮黃色，并有大量氣泡冒出，得到氧化石墨溶液；S15、再用體積分數為5％的鹽酸對氧化石墨溶液進行酸洗四次，再水洗直至溶液pH為中性，再將氧化石墨溶液在轉速為6000r/min下離心分離、取沉淀，并在60℃下干燥72h，得到氧化石墨。S2、將氧化石墨添加到去離子水中，并于1000W下超聲分散200min，得到分散液。再向上述分散液中添加維生素C，保持一步還原氧化石墨烯與維生素C的質量比為1:8，于1000W下超聲320min。最后在30℃、超聲功率為1500W下反應攪拌反應24h。S3、將上述反應產物在轉速為4000r/min下離心分離10min，取沉淀。并將沉淀在50℃下干燥36h，得到一步還原氧化石墨烯；S4、將一步還原氧化石墨烯置于氣氛爐中，并控制一步還原氧化石墨的質量為0.8g、氫氬混合氣的流速為100sccm，其中，氫氬混合氣中氫氣的體積分數為4％，在400℃下反應3h，得到石墨烯，測知該石墨烯的比表面積為295m2/g。實驗例對上述各實施例和對比例所制得的石墨烯進行導電性能測試，相應的測試方法如下：采用寧波瑞柯儀器有限公司的FT-300I電阻率測試儀，在內徑為10mm、高為25mm的模具腔體中分別加入2g上述各實施例和對比例所制得的石墨烯，加壓至3.5Mpa，壓制成直徑為10mm的薄片，測量其電導率，相應的測量結果如下表1所示：表1電導率(s/m)實施例12500s/m實施例22550s/m實施例32620s/m實施例42530s/m實施例52600s/m對比例11700s/m對比例21800s/m對比例32000s/m對比例41950s/m從表1可得知：本發明先采用還原性氣體對氧化石墨還原，再采用維生素C對還原氧化石墨烯進行還原，與采用單一還原或者其它還原順序還原的方式相比，使本發明制得的石墨烯具有大的比表面積和優異的導電性能，電導率高達2500s/m以上，比表面積達到400m2/g以上。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。當前第1頁1 2 3