《石墨烯纳米带的制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石墨烯纳米带的制备方法.pdf（15页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103935983 A (43)申请公布日 2014.07.23 C N 1 0 3 9 3 5 9 8 3 A (21)申请号 201310019496.2 (22)申请日 2013.01.18 C01B 31/04(2006.01) B82Y 30/00(2011.01) (71)申请人海洋王照明科技股份有限公司 地址 518100 广东省深圳市南山区南海大道 海王大厦A座22层 申请人深圳市海洋王照明技术有限公司 深圳市海洋王照明工程有限公司 (72)发明人周明杰 袁新生 王要兵 吴凤 (74)专利代理机构广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人何。
2、平 (54) 发明名称 石墨烯纳米带的制备方法 (57) 摘要 一种石墨烯纳米带的制备方法，包括如下步 骤：将金属衬底置于酸溶液中蚀刻；在无氧条件 下，将蚀刻后的金属衬底加热至600900， 使用紫外光照射金属衬底表面，并通入含碳气体 与保护气，反应后，在金属衬底的表面得到碳纳米 壁；按照质量比为1:0.81.2，将碳纳米壁与氯 化物插层剂混合，加热至460550保温反应 2小时6小时，得到氯化物的插层碳纳米壁；按 照质量体积比为1克:10毫升100毫升，将氯化 物的插层碳纳米壁与离子液体混合，并置于电场 强度为50V/m5000V/m的交变电场中处理10分 钟30分钟，得到反应液，过滤反应液。
3、得到石墨 烯纳米带。上述石墨烯纳米带的制备方法制备的 石墨烯纳米带具有较高的电导率。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书11页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书11页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103935983 A CN 103935983 A 1/1页 2 1.一种石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 将金属衬底置于浓度为0.01mol/L1mol/L的酸溶液中蚀刻0.5分钟10分钟；在 无氧条件下，将蚀刻后的所述金属衬底加热至600900，使用紫外光照射所述金属衬 底表面，并通入含碳气体与保护。
4、气，保持30分钟300分钟，反应后，在所述金属衬底的表 面得到碳纳米壁；其中，通入所述含碳气体的流量为10sccm1000sccm，且所述含碳气体 与所述保护气的流量比为210:1； 按照质量比为1:0.81.2，将所述碳纳米壁与氯化物插层剂混合，加热至460 550保温反应2小时6小时，得到氯化物的插层碳纳米壁；及 按照质量体积比为1克:10毫升100毫升，将所述氯化物的插层碳纳米壁与离子液 体混合，并置于电场强度为50V/m5000V/m的交变电场中处理10分钟30分钟，得到反 应液，过滤所述反应液得到石墨烯纳米带。 2.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，对蚀刻后的所。
5、述金 属衬底加热之前，还包括对蚀刻后的所述金属衬底依次采用去离子水、乙醇及丙酮进行清 洗的步骤。 3.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述酸溶液为盐酸 溶液、硫酸溶液或硝酸溶液；所述酸溶液的浓度为0.1mol/L0.5mol/L；所述金属衬底在 所述酸溶液中的蚀刻时间为60秒180秒。 4.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述金属衬底为铁 箔、镍箔及钴箔中的一种。 5.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述含碳气体为甲 烷、乙烷、丙烷、乙炔及乙醇蒸汽中的一种；所述保护气为氦气、氮气及氩气中的至少一种。 6.根据权利要求1所述。
6、的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，将所述氯化物的插 层碳纳米壁与所述离子液体混合之前，还包括对所述氯化物的插层碳纳米壁清洗及干燥的 步骤：采用去离子水清洗所述氯化物的插层碳纳米壁，经80100真空干燥至恒重后。 7.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述氯化物插层剂 为氯化铁、氯化镍、氯化铜、氯化钴、氯化钾、氯化镁、氯化铅、氯化锌、氯化钙及氯化钡中的 至少一种；所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺 酰亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸、1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸、1-乙基-3-甲 基咪唑三氟甲磺酰碳、1-乙基-3-甲基咪。
7、唑五氟乙酰亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑二氰化氮、 1-乙基-3,5-二甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺、1,3-二乙基-4-甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺及 1,3-二乙基-5-甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺中的至少一种。 8.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，所述交变电场的频 率为10赫兹1000赫兹。 9.根据权利要求1所述的石墨烯纳米带的制备方法，其特征在于，还包括对所述石墨 烯纳米带清洗及干燥的步骤：将所述石墨烯纳米带经加入有机溶剂再过滤3次6次，再加 入去离子水过滤直至滤液用硝酸银检测无氯离子，然后将滤渣于60100真空干燥至 恒重。 10.根据权利要求9所述的石墨烯纳米带的制备方法，其。
8、特征在于，所述有机溶剂为 1-甲基-2-吡咯烷酮或N，N-二甲基甲酰胺。 权 利 要 求 书CN 103935983 A 1/11页 3 石墨烯纳米带的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及纳米碳材料的合成领域，特别涉及一种石墨烯纳米带的制备方法。 背景技术 0002 碳材料的种类有零维的富勒烯（C 60 等），一维的碳纳米管、碳纳米纤维等，二维的石 墨烯，三维的石墨、金刚石等，碳纳米壁（carbon nanowall,CNW）是具有二维扩散的碳纳米 结构体，其最典型的形貌就是垂直于基底材料表面生长，厚度大于石墨烯的壁状结构，与富 勒烯、碳纳米管、石墨烯等的特征完全不同，可作为制备其它碳材料。
9、的原料。 0003 早于石墨烯发现之前人们就开始研究碳纳米壁的制备了。在2002年就有文献报 导碳纳米壁的制备及其相关应用，但不管是早期的制备方法还是最近的制备方法，都会涉 及到在等离子体气氛下进行反应，会对CNW的结构造成一定的破坏。 0004 石墨烯纳米带不仅拥有石墨烯的性能，还具备一些特殊的性能，例如其长径比比 较大，可高达上千倍，且石墨烯纳米带的电导率较高，在集成电路方面可代替铜导线，进一 步提高集成度，亦可对其结构进行改性制备成开关器件。但目前由于石墨烯纳米带仍然存 在很多缺陷，导致其电导率较低。 发明内容 0005 鉴于此，有必要提供一种具有较高电导率的石墨烯纳米带的制备方法。 0。
10、006 一种石墨烯纳米带的制备方法，包括如下步骤： 0007 将金属衬底置于浓度为0.01mol/L1mol/L的酸溶液中蚀刻0.5分钟10分钟； 在无氧条件下，将蚀刻后的所述金属衬底加热至600900，使用紫外光照射所述金属 衬底表面，并通入含碳气体与保护气，保持30分钟300分钟，反应后，在所述金属衬底的 表面得到碳纳米壁；其中，通入所述含碳气体的流量为10sccm1000sccm，且所述含碳气 体与所述保护气的流量比为210:1； 0008 按照质量比为1:0.81.2，将所述碳纳米壁与氯化物插层剂混合，加热至 460550保温反应2小时6小时，得到氯化物的插层碳纳米壁；及 0009 按。
11、照质量体积比为1克:10毫升100毫升，将所述氯化物的插层碳纳米壁与离 子液体混合，并置于电场强度为50V/m5000V/m的交变电场中处理10分钟30分钟，得 到反应液，过滤所述反应液得到石墨烯纳米带。 0010 在其中一个实施例中，对蚀刻后的所述金属衬底加热之前，还包括对蚀刻后的所 述金属衬底依次采用去离子水、乙醇及丙酮进行清洗的步骤。 0011 在其中一个实施例中，所述酸溶液为盐酸溶液、硫酸溶液或硝酸溶液；所述酸溶液 的浓度为0.1mol/L0.5mol/L；所述金属衬底在所述酸溶液中的蚀刻时间为60秒180 秒。 0012 在其中一个实施例中，所述金属衬底为铁箔、镍箔及钴箔中的一种。 。
12、0013 在其中一个实施例中，所述含碳气体为甲烷、乙烷、丙烷、乙炔及乙醇蒸汽中的一 说 明 书CN 103935983 A 2/11页 4 种；所述保护气为氦气、氮气及氩气中的至少一种。 0014 在其中一个实施例中，将所述氯化物的插层碳纳米壁与所述离子液体混合之前， 还包括对所述氯化物的插层碳纳米壁清洗及干燥的步骤：采用去离子水清洗所述氯化物的 插层碳纳米壁，经80100真空干燥至恒重后。 0015 在其中一个实施例中，所述氯化物插层剂为氯化铁、氯化镍、氯化铜、氯化钴、氯化 钾、氯化镁、氯化铅、氯化锌、氯化钙及氯化钡中的至少一种；所述离子液体为1-乙基-3-甲 基咪唑四氟硼酸、1-乙基-3-。
13、甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸、 1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰碳、1-乙基-3-甲基咪唑 五氟乙酰亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑二氰化氮、1-乙基-3,5-二甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺、 1,3-二乙基-4-甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺及1,3-二乙基-5-甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺中 的至少一种。 0016 在其中一个实施例中，所述交变电场的频率为10赫兹1000赫兹。 0017 在其中一个实施例中，还包括对所述石墨烯纳米带的清洗及干燥的步骤：将所述 石墨烯纳米带经加入有机溶剂再过滤3次6次，再加入去离子水过滤直至滤液用硝酸银 检测无氯离子，然后。
14、将滤渣于60100真空干燥至恒重。 0018 在其中一个实施例中，所述有机溶剂为1-甲基-2-吡咯烷酮或N，N-二甲基甲酰 胺。 0019 上述石墨烯纳米带的制备方法，通过首先自行制备出碳纳米壁作为原材料，即通 过采用蚀刻金属衬底和光催化化学气相沉淀两个步骤制备的碳纳米壁，能够有效的避免传 统的采用等离子体气氛下制备碳纳米壁而导致其结构被破坏，且制备出的碳纳米壁具有均 匀的厚度，结构更为完整；然后将其制备成氯化物的插层碳纳米壁后，采用离子液体做溶 剂，并通过在交变电场处理的作用下，不仅可以实现快速剥离插层碳纳米壁得到石墨烯纳 米带，有效地防止石墨烯纳米带剥离后再次团聚，且使得制备得到的石墨烯纳。
15、米带的结构 具有良好的完整性，从而使得使用上述制备方法制备石墨烯纳米带具有较高的电导率。 附图说明 0020 图1为一实施方式的石墨烯纳米带的制备方法流程图； 0021 图2为实施例1制备的碳纳米壁的扫描电镜图（SEM）； 0022 图3为实施例1制备的石墨烯纳米带的扫描电镜图（SEM）。 具体实施方式 0023 下面主要结合附图及具体实施例对石墨烯纳米带的制备方法作进一步详细的说 明。 0024 如图1所示，一实施方式的石墨烯纳米带的制备方法，包括如下步骤： 0025 步骤S110：将金属衬底置于浓度为0.01mol/L1mol/L的酸溶液中蚀刻0.5分 钟10分钟；在无氧条件下，将蚀刻后的。
16、金属衬底加热至600900，使用紫外光照射 金属衬底表面，并通入含碳气体与保护气，保持30分钟300分钟，反应后，在金属衬底的 表面得到碳纳米壁；其中，通入含碳气体的流量为10sccm（标准状态毫升每分）1000sccm， 且含碳气体与保护气的流量比为210:1。反应完成之后，停止通入含碳气体，停止加热和 说 明 书CN 103935983 A 3/11页 5 紫外光照射，待冷却至室温后，在金属衬底的表面得到碳纳米壁。最后，将金属衬底表面的 碳纳米壁刮下，就得到了碳纳米壁粉末。 0026 通过对金属衬底蚀刻，使得金属衬底的蚀刻表面产生缺陷，能有效的改善金属衬 底的表面结构，使得碳纳米壁能够在该。
17、金属衬底表面生长。其中，酸溶液为本领域常用的稀 酸溶液，优选为盐酸溶液、硫酸溶液或硝酸溶液。酸溶液的浓度优选为0.1mol/L0.5mol/ L；且金属衬底在酸溶液中的蚀刻时间优选为60秒180秒。优选的蚀刻条件，能够达到良 好的刻蚀效果，能够提高碳纳米壁的生长效率。 0027 其中，金属衬底可以为本领域常用的金属衬底，优选为铁箔、镍箔及钴箔中的一 种。 0028 在无氧的条件下制备碳纳米壁，是为了避免氧气参与到反应中，而影响到碳纳米 壁的生长，从而给碳纳米壁的生长提供一个稳定的环境。 0029 通过采用紫外光对金属衬底表面进行照射，从而起着光催化的作用，能够有效地 降低反应的温度，减少能耗，。
18、从而降低了生产成本。其中，提供紫外光照射的工具可以为紫 外光光源设备。其中，紫外光的强度为200纳米400纳米。 0030 通过采用蚀刻金属衬底和光催化化学气相沉淀两个步骤制备的碳纳米壁，能够有 效的避免传统的采用等离子体气氛下制备碳纳米壁而导致其结构被破坏，且制备出的碳纳 米壁具有均匀的厚度，结构更为完整。且制备的碳纳米壁能够垂直地生长在蚀刻的金属衬 底上，制备工艺简单，且制备条件易于控制，缩短了蚀刻时间，从而提高了生产效率。 0031 其中，对蚀刻后的金属衬底加热之前，还包括对蚀刻后的金属衬底依次采用去离 子水、乙醇及丙酮进行清洗的步骤。 0032 碳纳米壁的生长需要较多的碳源，含碳气体与。
19、保护气的流量比为210:1，不仅 具有较多的碳源，而且采用该比例的保护气作为载气，能够在一定程度上稀释含碳气体，有 利于碳纳米壁的生长。 0033 其中，含碳气体可以为本领域常用的含碳气体，优选为甲烷、乙烷、丙烷、乙炔及乙 醇蒸汽中的一种。这几种含碳气体结构简单，易于裂解和沉积。 0034 其中，保护气可以为本领域常用的惰性气体，优选为氦气、氮气及氩气中的至少一 种。 0035 步骤S120：按照质量比为1:0.81.2，将碳纳米壁与氯化物插层剂混合，加热至 460550保温反应2小时6小时，得到氯化物的插层碳纳米壁。 0036 通过先将碳纳米壁与氯化物插层剂混合制备氯化物的插层碳纳米壁，可以。
20、使碳层 间距增大，从而使石墨层间的作用力减小，有利于后续剥离。且通过先制备成氯化物的插层 碳纳米壁是为了避免碳纳米壁结构的破坏，有利于剥离后得到石墨烯纳米带的结构的完整 性。 0037 其中，氯化物插层剂为氯化铁、氯化镍、氯化铜、氯化钴、氯化钾、氯化镁、氯化铅、 氯化锌、氯化钙及氯化钡中的至少一种。采用这些氯化物作为插层剂使得制备工艺简单，且 对设备的要求低，减少了制备成本。 0038 步骤S130：按照质量体积比为1克:10毫升100毫升，将氯化物的插层碳纳米 壁与离子液体混合，置于电场强度为50V/m5000V/m的交变电场中处理10分钟30分 钟，得到反应液，过滤反应液得到石墨烯纳米带。。
21、 说 明 书CN 103935983 A 4/11页 6 0039 其中，交变电场指的是电场强度为电场方向在特定频率下变化的电场。通过使用 交变电场可以使碳纳米壁层间的氯化物受到交替方向的力，不断地使碳纳米壁剥离得到石 墨烯纳米带，从而可以实现快速剥离插层碳纳米壁以得到石墨烯纳米带。 0040 其中，交变电场的频率为10赫兹（Hz）1000赫兹。 0041 通过使用离子液体作为溶剂与氯化物的插层碳纳米壁混合，可以有效的防止制 备得到的石墨烯纳米带的再次团聚。其中，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸 （EtMeImBF 4 ）、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺（EtMeImN(CF 3。
22、 SO 2 ) 2 ）、1-乙基-3-甲 基咪唑三氟甲磺酸（EtMeImCF 3 SO 3 ）、1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸（EtMeImN(CN) 2 ）、1-乙 基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰碳（EtMeImC(CF 3 SO 2 ) 3 ）、1-乙基-3-甲基咪唑五氟乙酰亚胺 （EtM eImN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 ）、1-乙基-3-甲基咪唑二氰化氮（EtMeImN(CN) 2 ）、1-乙基-3,5-二 甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺（1-Et-3,5-Me 2 ImN(CF 3 SO 2 ) 2 ）、1,3-二乙基-4-甲基咪唑三氟 甲磺酰亚胺（1,3-Et 2 -4-MeImN(。
23、CF 3 SO 2 ) 2 ）及1,3-二乙基-5-甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺 （1,3-Et 2 -5-MeImN(CF 3 SO 2 ) 2 ）中的至少一种。 0042 其中，将氯化物的插层碳纳米壁与离子液体混合之前，还包括对氯化物的插层碳 纳米壁清洗及干燥的步骤：采用去离子水清洗氯化物的插层碳纳米壁，经80100真 空干燥至恒重后。 0043 其中，步骤S130之后，还包括对石墨烯纳米带清洗及干燥的步骤：将石墨烯纳米 带经加入有机溶剂再过滤3次6次，再加入去离子水过滤直至滤液用硝酸银检测无氯离 子，然后将滤渣于60100真空干燥至恒重。其中，有机溶剂可以为本领域常用的有机 溶剂，优选为1-甲。
24、基-2-吡咯烷酮（NMP）或N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，1-甲基-2-吡咯烷 酮（NMP）或N，N-二甲基甲酰胺(DMF)能够有效的去除离子液体。 0044 上述石墨烯纳米带的制备方法，通过首先自行制备出碳纳米壁作为原材料，即通 过采用蚀刻金属衬底和光催化化学气相沉淀两个步骤制备的碳纳米壁，能够有效的避免传 统的采用等离子体气氛下制备碳纳米壁而导致其结构被破坏，且制备出的碳纳米壁具有均 匀的厚度，结构更为完整；然后将其制备成氯化物的插层碳纳米壁后，采用离子液体做溶 剂，并通过在交变电场处理的作用下，不仅可以实现快速剥离插层碳纳米壁得到石墨烯纳 米带，有效地防止石墨烯纳米带剥离后再次团聚，且。
25、使得制备得到的石墨烯纳米带的结构 具有良好的完整性，从而使得使用上述制备方法制备石墨烯纳米带具有较高的电导率。 0045 上述石墨烯纳米带的制备方法简单，所需的设备都是普通的化工设备，节约研发 设备成本，适合大规模生产。 0046 以下为具体实施例部分： 0047 实施例1 0048 本实施例的石墨烯纳米带的制备如下： 0049 （1）制备碳纳米壁：（a）将镍箔放入浓度为1mol/L的盐酸溶液中刻蚀0.5分钟，刻 蚀后依次用去离子水、乙醇、丙酮进行清洗；（b）将清洗后的镍箔放入反应室，并排除反应 室中的空气后，将镍箔加热至900，然后开启紫外光光源设备，令紫外光照射在镍箔表面， 接着通入甲烷和。
26、氮气，保持100分钟，其中，通入甲烷蒸汽的流量为200sccm，甲烷蒸汽与氮 气的流量比为2:1，反应完成后，停止通入甲烷蒸汽，停止对镍箔加热，并关闭光源设备，待 反应室冷却至室温后，停止通入氮气，在镍箔表面得到本实施例的碳纳米壁，将其从镍箔表 说 明 书CN 103935983 A 5/11页 7 面刮下，便得到碳纳米壁粉末。 0050 图2为本实施例制备的碳纳米壁的扫描电镜图（SEM）。从图中可以看出，本实施例 制备的碳纳米壁垂直于镍箔密集生长，厚度均匀，约为30纳米60纳米。 0051 （2）按照质量比为1:0.8，称取步骤（1）制备的碳纳米壁与氯化铁插层剂混合，置 入石英管中，密封石英。
27、管，升温460后，保温反应2小时，反应结束后冷却至室温，即得氯 化铁的插层碳纳米壁，采用去离子水清洗氯化铁的插层碳纳米壁，经真空干燥箱于80干 燥至恒重后，得到纯净的氯化铁的插层碳纳米壁。 0052 （3）按照质量体积比为1g:10ml，将干燥后的氯化铁的插层碳纳米壁加入到装有 1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸（EtMeImBF 4 ）的容器中，取1L混合液加入到容量为2L的烧 杯中，将烧杯放到两极板间，启动交变电源产生交变电场，频率为50Hz，电场强度为1000V/ m，剥离处理10分钟，得到反应液，过滤反应液，得到本实施例的石墨烯纳米带，将石墨烯纳 米带经加入1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）。
28、过滤6次，再用去离子水过滤至滤液用AgNO 3 检测 无氯离子；然后将清洗干净的滤渣放到真空干燥箱里60下干燥恒重，即得纯净的石墨烯 纳米带。且得到的本实施例的石墨烯纳米带的电导率，见表1。 0053 图3为本实施例制备的石墨烯纳米带的扫描电镜图（SEM）。从图中可以看出，本实 施例制备的石墨烯纳米带的宽度分布集中，约为20纳米40纳米，长度约为2微米20 微米，长径比为501000。 0054 实施例2 0055 本实施例的石墨烯纳米带的制备如下： 0056 （1）制备碳纳米壁：（a）将铁箔放入浓度为0.5mol/L的硫酸溶液中刻蚀4分钟，刻 蚀后用依次用去离子水、乙醇、丙酮进行清洗；（b）。
29、将清洗后的铁箔放入反应室，并排除反 应室中的空气后，将铁箔加热至600，然后开启紫外光光源设备，令紫外光照射在铁箔表 面，接着通入乙烷蒸汽和氩气，保持200分钟，其中，通入乙烷蒸汽的流量为100sccm，乙烷 蒸汽与氩气的流量比比为5:1，反应完成后，停止通入乙烷蒸汽，停止对铁箔加热，并关闭光 源设备，待反应室冷却至室温后，停止通入氩气，在铁箔表面得到本实施例的碳纳米壁，将 其从铁箔表面刮下，便得到碳纳米壁粉末。 0057 （2）按照质量比为1:0.9，称取步骤（1）制备的碳纳米壁与氯化铜插层剂混合，置 入石英管中，密封石英管，升温500后，保温反应3小时，反应结束后冷却至室温，即得氯 化铜的。
30、插层碳纳米壁，采用去离子水清洗氯化铜的插层碳纳米壁，经真空干燥箱于90干 燥至恒重后，得到纯净的氯化铜的插层碳纳米壁。 0058 （3）按照质量体积比为1g:100ml，将干燥后的氯化铜的插层碳纳米壁加入到装有 1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺（EtMeImN(CF 3 SO 2 ) 2 ）的容器中，取1L混合液加入到容 量为2L的烧杯中，将烧杯放到两极板间，启动交变电源产生交变电场，频率为10Hz，电场强 度为5000V/m，剥离处理15分钟，得到反应液，过滤反应液，得到本实施例的石墨烯纳米带， 将石墨烯纳米带经加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)过滤3次，再用去离子水过滤至滤液用 AgN。
31、O 3 检测无氯离子；然后将清洗干净的滤渣放到真空干燥箱里80下干燥恒重，即得纯净 的的石墨烯纳米带。且得到的本实施例的石墨烯纳米带的电导率，见表1。 0059 实施例3 0060 本实施例的石墨烯纳米带的制备如下： 说 明 书CN 103935983 A 6/11页 8 0061 （1）制备碳纳米壁：（a）将钴箔放入浓度为0.01mol/L的硝酸溶液中刻蚀10分钟， 刻蚀后用依次用去离子水、乙醇、丙酮进行清洗；（b）将清洗后的钴箔放入反应室，并排除 反应室中的空气后，将钴箔加热至700，然后开启紫外光光源设备，令紫外光照射在钴箔 表面，接着通入乙炔蒸汽和氩气，保持300分钟，其中，通入乙炔蒸。
32、汽的流量为10sccm，乙炔 蒸汽与氦气的流量比为8:1，反应完成后，停止通入乙炔蒸汽，停止对钴箔加热，并关闭光源 设备，待反应室冷却至室温后，停止通入氦气，在钴箔表面得到本实施例的碳纳米壁，将其 从钴箔表面刮下，便得到碳纳米壁粉末。 0062 （2）按照质量比为1:1.2，称取步骤（1）制备的碳纳米壁与氯化镍插层剂混合，置 入石英管中，密封石英管，升温480后，保温反应6小时，反应结束后冷却至室温，即得氯 化镍的插层碳纳米壁，采用去离子水清洗氯化镍的插层碳纳米壁，经真空干燥箱于100干 燥至恒重后，得到纯净的氯化镍的插层碳纳米壁。 0063 （3）按照质量体积比为1g:50ml，将干燥后的氯。
33、化镍的插层碳纳米壁加入到装有 1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸（EtMeImCF 3 SO 3 ）的容器中，取1L混合液加入到容量为2L 的烧杯中，将烧杯放到两极板间，启动交变电源产生交变电场，频率为500Hz，电场强度为 2000V/m，剥离处理30分钟，得到反应液，过滤反应液，得到本实施例的石墨烯纳米带，将石 墨烯纳米带经加入1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）过滤5次，再用去离子水过滤至滤液用AgNO 3 检测无氯离子；然后将清洗干净的滤渣放到真空干燥箱里100下干燥恒重，即得纯净的 石墨烯纳米带。且得到的本实施例的石墨烯纳米带的电导率，见表1。 0064 实施例4 0065 本实施例的石墨。
34、烯纳米带的制备如下： 0066 （1）制备碳纳米壁：（a）将镍箔放入浓度为0.2mol/L的盐酸溶液中刻蚀2分钟，刻 蚀后用依次用去离子水、乙醇、丙酮进行清洗；（b）将清洗后的镍箔放入反应室，并排除反 应室中的空气后，将镍箔加热至750，然后开启紫外光光源设备，令紫外光照射在镍箔表 面，接着通入丙烷蒸汽和氮气与氩气混合气体，保持30分钟，其中，通入丙烷蒸汽的流量为 1000sccm，丙烷蒸汽与氮气和氩气混合气体的流量比为10:1，反应完成后，停止通入丙烷蒸 汽，停止对镍箔加热，并关闭光源设备，待反应室冷却至室温后，停止通入氮气和氩气混合 气体，在镍箔表面得到本实施例的碳纳米壁，将其从镍箔表面刮。
35、下，便得到碳纳米壁粉末。 0067 （2）按照质量比为1:1.0，称取步骤（1）制备的碳纳米壁与氯化钴插层剂混合，置 入石英管中，密封石英管，升温550后，保温反应4小时，反应结束后冷却至室温，即得氯 化钴的插层碳纳米壁，采用去离子水清洗氯化钴的插层碳纳米壁，经真空干燥箱于90干 燥至恒重后，得到纯净的氯化钴的插层碳纳米壁。 0068 （3）按照质量体积比为1g:20ml，将干燥后的氯化钴的插层碳纳米壁加入到装有 1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸（EtMeImN(CN) 2 ）的容器中，取1L混合液加入到容量为2L 的烧杯中，将烧杯放到两极板间，启动交变电源产生交变电场，频率为1000Hz，电场。
36、强度为 50V/m，剥离处理20分钟，得到反应液，过滤反应液，得到本实施例的石墨烯纳米带，将石墨 烯纳米带经加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)过滤3次，再用去离子水过滤至滤液用AgNO 3 检 测无氯离子；然后将清洗干净的滤渣放到真空干燥箱里90下干燥恒重，即得纯净的石墨 烯纳米带。且得到的本实施例的石墨烯纳米带的电导率，见表1。 0069 实施例5 说 明 书CN 103935983 A 7/11页 9 0070 本实施例的石墨烯纳米带的制备如下： 0071 （1）制备碳纳米壁：（a）将铁箔放入浓度为0.1mol/L的硫酸溶液中刻蚀5分钟， 刻蚀后用依次用去离子水、乙醇、丙酮进行清洗；（b）。
37、将清洗好后的铁箔放入反应室，并排 除反应室中的空气后，将铁箔加热至800，然后开启紫外光光源设备，令紫外光照射在铁 箔表面，接着通入乙醇蒸汽和氩气，保持50分钟，其中，通入乙醇蒸汽的流量为500sccm，乙 醇蒸汽与氩气的流量比为6:1，反应完成后，停止通入氩气，停止对铁箔加热，并关闭光源设 备，待反应室冷却至室温后，停止通入氩气，在铁箔表面得到本实施例的碳纳米壁，将其从 铁箔表面刮下，便得到碳纳米壁粉末。 0072 （2）按照质量比为1:1.1，称取步骤（1）制备的碳纳米壁与氯化钾插层剂混合，置 入石英管中，密封石英管，升温520后，保温反应5小时，反应结束后冷却至室温，即得氯 化钾的插层碳。
38、纳米壁，采用去离子水清洗氯化钾的插层碳纳米壁，经真空干燥箱于85干 燥至恒重后，得到纯净的氯化钾的插层碳纳米壁。 0073 （3）按照质量体积比为1g:80ml，将干燥后的氯化钾的插层碳纳米壁加入到装有 1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰碳（EtMeImC(CF 3 SO 2 ) 3 ）的容器中，取1L混合液加入到容量 为2L的烧杯中，将烧杯放到两极板间，启动交变电源产生交变电场，频率为200Hz，电场强 度为500V/m，剥离处理20分钟，得到反应液，过滤反应液，得到本实施例的石墨烯纳米带， 将石墨烯纳米带经加入1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）过滤4次，再用去离子水过滤至滤液用 AgNO 3 。
39、检测无氯离子；然后将清洗干净的滤渣放到真空干燥箱里70下干燥恒重，即得纯净 的石墨烯纳米带。且得到的本实施例的石墨烯纳米带的电导率，见表1。 0074 实施例6 0075 本实施例的石墨烯纳米带的制备如下： 0076 （1）制备碳纳米壁：（a）将钴箔放入浓度为0.4mol/L的硝酸溶液中刻蚀8分钟，刻 蚀后用依次用去离子水、乙醇、丙酮进行清洗；（b）将清洗后的钴箔放入反应室，并排除反 应室中的空气后，将钴箔加热至850，然后开启紫外光光源设备，令紫外光照射在钴箔表 面，接着通入甲烷蒸汽和氦气，保持90分钟，其中，通入甲烷蒸汽的流量为800sccm，甲烷蒸 汽与氦气的流量比为4:1，反应完成后，。
40、停止通入甲烷蒸汽，停止对钴箔加热，并关闭光源设 备，待反应室冷却至室温后，停止通入氦气，在钴箔表面得到本实施例的碳纳米壁，将其从 钴箔表面刮下，便得到碳纳米壁粉末。 0077 （2）按照质量比为1:0.8，称取步骤（1）制备的碳纳米壁与氯化钠插层剂混合，置 入石英管中，密封石英管，升温530后，保温反应2小时，反应结束后冷却至室温，即得氯 化钠的插层碳纳米壁，采用去离子水清洗氯化钠的插层碳纳米壁，经真空干燥箱于95干 燥至恒重后，得到纯净的氯化钠的插层碳纳米壁。 0078 （3）按照质量体积比为1g:60ml，将干燥后的氯化钠的插层碳纳米壁加入到装有 1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸（EtMe。
41、ImCF 3 SO 3 ）的容器中，取1L混合液加入到容量为2L 的烧杯中，将烧杯放到两极板间，启动交变电源产生交变电场，频率为800Hz，电场强度为 100V/m，剥离处理24分钟，得到反应液，过滤反应液，得到本实施例的石墨烯纳米带，将石 墨烯纳米带经加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)过滤5次，再用去离子水过滤至滤液用AgNO 3 检测无氯离子；然后将清洗干净的滤渣放到真空干燥箱里60下干燥恒重，即得纯净的石 墨烯纳米带。且得到的本实施例的石墨烯纳米带的电导率，见表1。 说 明 书CN 103935983 A 8/11页 10 0079 实施例7 0080 本实施例的石墨烯纳米带的制备如下：。
42、 0081 （1）制备碳纳米壁：（a）将镍箔放入浓度为0.25mol/L的盐酸溶液中刻蚀3分钟， 刻蚀后依次用去离子水、乙醇、丙酮进行清洗；（b）将清洗后的镍箔放入反应室，并排除反 应室中的空气后，将镍箔加热至900，然后开启紫外光光源设备，令紫外光照射在镍箔表 面，接着通入乙烷蒸汽和氮气，保持120分钟，其中，通入乙烷蒸汽的流量为300sccm，乙烷 蒸汽与氮气的流量比为3:1，反应完成后，停止通入乙烷蒸汽，停止对镍箔加热，并关闭光源 设备，待反应室冷却至室温后，停止通入氮气，在镍箔表面得到本实施例的碳纳米壁，将其 从镍箔表面刮下，便得到碳纳米壁粉末。 0082 （2）按照质量比为1:1，称。
43、取步骤（1）制备的碳纳米壁与氯化镁插层剂混合，置入 石英管中，密封石英管，升温490后，保温反应3小时，反应结束后冷却至室温，即得氯化 镁的插层碳纳米壁，采用去离子水清洗氯化镁的插层碳纳米壁，经真空干燥箱于90干燥 至恒重后，得到纯净的氯化镁的插层碳纳米壁。 0083 （3）按照质量体积比为1g:40ml，将干燥后的氯化镁的插层碳纳米壁加入到装有 1-乙基-3-甲基咪唑二氰化氮（EtMeImN(CN) 2 ）的容器中，取1L混合液加入到容量为2L 的烧杯中，将烧杯放到两极板间，启动交变电源产生交变电场，频率为400Hz，电场强度为 3000V/m，剥离处理10分钟，得到反应液，过滤反应液，得到。
44、本实施例的石墨烯纳米带，将石 墨烯纳米带经加入1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）过滤3次，再用去离子水过滤至滤液用AgNO 3 检测无氯离子；然后将清洗干净的滤渣放到真空干燥箱里100下干燥恒重，即得纯净的 石墨烯纳米带。且得到的本实施例的石墨烯纳米带的电导率，见表1。 0084 实施例8 0085 本实施例的石墨烯纳米带的制备如下： 0086 （1）制备碳纳米壁：（a）将铁箔放入浓度为1mol/L的盐酸溶液中刻蚀4分钟，刻 蚀后用依次用去离子水、乙醇、丙酮进行清洗；（b）将清洗后的铁箔放入反应室，并排除反 应室中的空气后，将铁箔加热至650，然后开启紫外光光源设备，令紫外光照射在铁箔表 面，接。
45、着通入乙炔蒸汽和氩气，保持180分钟，其中，通入乙炔蒸汽的流量为200sccm，乙炔 蒸汽与氩气的流量比为2:1，反应完成后，停止通入乙炔蒸汽，停止对铁箔加热，并关闭光源 设备，待反应室冷却至室温后，停止通入氩气，在铁箔表面得到本实施例的碳纳米壁，将其 从铁箔表面刮下，便得到碳纳米壁粉末。 0087 （2）按照质量比为1:1.0，称取步骤（1）制备的碳纳米壁与氯化铅插层剂混合，置 入石英管中，密封石英管，升温540后，保温反应6小时，反应结束后冷却至室温，即得氯 化铅的插层碳纳米壁，采用去离子水清洗氯化铅的插层碳纳米壁，经真空干燥箱于100干 燥至恒重后，得到纯净的氯化铅的插层碳纳米壁。 00。
46、88 （3）按照质量体积比为1g:30ml，将干燥后的氯化铅的插层碳纳米壁加入到装有 1-乙基-3,5-二甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺（1-Et-3,5-Me 2 ImN(CF 3 SO 2 ) 2 ）的容器中，取1L混 合液加入到容量为2L的烧杯中，将烧杯放到两极板间，启动交变电源产生交变电场，频率 为100Hz，电场强度为4000V/m，剥离处理18分钟，得到反应液，过滤反应液，得到本实施例 的石墨烯纳米带，将石墨烯纳米带经加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)过滤6次，再用去离子 水过滤至滤液用AgNO 3 检测无氯离子；然后将清洗干净的滤渣放到真空干燥箱里80下干 说 明 书CN 1039359。
47、83 A 10 9/11页 11 燥恒重，即得纯净的石墨烯纳米带。且得到的本实施例的石墨烯纳米带的电导率，见表1。 0089 实施例9 0090 本实施例的石墨烯纳米带的制备如下： 0091 （1）制备碳纳米壁：（a）将钴箔放入浓度为0.3mol/L的硫酸溶液中刻蚀2分钟，刻 蚀后用依次用去离子水、乙醇、丙酮进行清洗；（b）将清洗后的钴箔放入反应室，并排除反 应室中的空气后，将钴箔加热至700，然后开启紫外光光源设备，令紫外光照射在钴箔表 面，接着通入丙烷蒸汽和氦气，保持240分钟，其中，通入丙烷蒸汽的流量为50sccm，丙烷蒸 汽与氦气的流量比为5:1，反应完成后，停止通入丙烷蒸汽，停止对钴。
48、箔加热，并关闭光源设 备，待反应室冷却至室温后，停止通入氦气，在钴箔表面得到本实施例的碳纳米壁，将其从 钴箔表面刮下，便得到碳纳米壁粉末。 0092 （2）按照质量比为1:0.9，称取步骤（1）制备的碳纳米壁与氯化锌插层剂混合，置 入石英管中，密封石英管，升温520后，保温反应5小时，反应结束后冷却至室温，即得氯 化锌的插层碳纳米壁，采用去离子水清洗氯化锌的插层碳纳米壁，经真空干燥箱于80干 燥至恒重后，得到纯净的氯化锌的插层碳纳米壁。 0093 （3）按照质量体积比为1g:100ml，将干燥后的氯化锌的插层碳纳米壁加入到装有 1,3-二乙基-4-甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺（1,3-Et 2 -4-MeImN(CF 3 SO 2 ) 2 ）的容器中，取1L混 合液加入到容量为2L的烧杯中，将烧杯放到两极板间，启动交变电源产生交变电场，频率 为80Hz，电场强度为800V/m，剥离处理12分钟，得到反应液，过滤反应液，得到本实施例的 石墨烯纳米带，将石墨烯纳米带经加入1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）过滤3次，再用去离子 水过滤至滤液用AgNO 3 检测无氯离子；然后将清洗干净的滤渣放到真空干燥箱里90下干 燥恒重，即得纯净的石墨烯纳米带。且得到本实施例的石墨烯纳米带的电导率，见表1。 0094 实施例10 0095 本实施例的石墨烯纳米带的制备如。