本發明涉及石墨烯微片表面改性工藝技術領域，具體的說是一種石墨烯微片負載納米鎳復合粉體的制備方法。

背景技術：

石墨烯是在2004 年被發現并能穩定存在的物質。近10 年來，石墨烯在超級電容器、傳感器、太陽能電池、導電劑、電磁干擾材料、催化及復合材料等方面被研究應用。

石墨烯在很多領域應用時，需要進行表面改性，用以提高應用特性，來滿足各類應用的需求。其中表面負載鎳、鈀、銅等金屬顆粒，是改性當中常用的方法。化學鍍可以對任何基體進行鍍覆均勻的鎳層。已有的碳材料，如納米碳管、石墨、碳纖維等都有使用化學鍍鎳表面改性的工藝。本發明旨在提出新的一種石墨烯微片表面負載鎳的制備方法。公開號為CN105642917A 的中國專利提供了一種金屬包覆碳納米管的制備方法，其包括碳源材料與催化劑源從碳納米管合成爐頂部、自上向下噴入充滿還原性氣氛的高溫反應器腔內，催化劑源熱解被還原性氣氛還原，形成納米金屬顆粒；碳源材料熱解成高活性碳原子，催化下形成碳納米管；在上述反應過程進行的同時，將金屬源溶液從碳納米管合成爐底部、自下向上噴入上述充滿還原性氣氛的高溫反應器腔內，金屬源形成納米金屬顆粒沉積在碳納米管表面，生成金屬包覆碳納米管。專利號CN105833865A發明一種石墨烯負載的具有凹面立方體形貌的Ag光催化劑的制備方法，屬于一種石墨烯負載的具有凹面立方體形貌的Ag光催化劑的制備方法，通過Ag催化劑負載在石墨烯上，避免了普通的Ag光催化劑尺寸較大、分散性較差、容易團聚缺點；通過加入CTAB和賴氨酸，結合水熱反應條件，制備出了選擇性較高的石墨烯負載的凹面立方體形貌的Ag光催化劑。現有技術中石墨烯微片表面沉積負載鎳納米復合粉體的制備步驟較多，石墨烯微片過于細小，難于在溶液中分散，因此亟需一種制備簡便，設備要求低，制備條件寬泛的制備方法。

技術實現要素：

本發明針對現有技術中存在的缺點和不足，公開了一種不必采用化學鍍必須的活化、敏化等繁瑣的操作步驟，增大了粉體的比表面積，有效的提高了粉體的分散性；提高了對粉體在漿料中的分散效率；制備工藝簡單，易于操作，有利于工業化生產的石墨烯微片負載納米鎳復合粉體的制備方法。

本發明通過以下措施達到：

一種石墨烯微片負載納米鎳復合粉體的制備方法，其特征在于包括以下步驟：將石墨烯微片浸泡在氧化性酸溶液中，然后將石墨烯微片沖洗取出，使用一種含有還原劑的鎳鹽溶液，在機械攪拌和超聲震蕩共同作用下，使酸化后石墨烯微片分散在鎳鹽溶液中，再把以上混有石墨烯微片鎳溶液置于反應釜中，在200~400℃環境下作用2-24小時，鎳納米顆粒負載于石墨烯微片上，降溫到室溫下打開罐體，取出石墨烯/鎳復合粉體，40-60℃烘干即可。

本發明所述氧化性酸溶液可以采用1:1硝酸水溶液。

本發明所說的含有還原劑的鎳鹽溶液，普通市售化學鍍鎳溶液或自行配制帶有還原試劑的硫酸鎳、氯化鎳、氨基磺酸鎳等鎳鹽溶液均適用。

本發明提到的還原試劑，次亞磷酸鈉、還原肼、二甲基胺硼烷、甲醛等具有還原性質的試劑均適用。

本發明相對于現有技術，通過在石墨烯微片分散到含有還原劑的鎳鹽水溶液中，然后將分散漿料置于反應釜中，再通過水熱合成的方式，使石墨烯微片與還原出來的納米鎳結合在一起，得到納米鎳負載的復合粉體。本發明采用的含有還原劑的鎳鹽溶液，并且不必采用化學鍍必須的活化、敏化等繁瑣的操作步驟，獲得了石墨烯/納米鎳復合粉體，增大了粉體的比表面積，有效的提高了粉體的分散性；在漿料制備過程中使用超聲與機械攪拌共同作用，提高了對粉體在漿料中的分散效率；該制備工藝簡單，易于操作，有利于工業化生產。

具體實施方式：

下面結合具體實施例本發明做進一步說明：

本發明提出了一種石墨烯微片負載納米鎳復合粉體的制備方法，其以石墨烯微片為基體，首先對石墨烯微片進行酸化處理，而后石墨烯微片分散在還原性鎳鹽溶液中水熱處理，隨后取出即可獲得表面附著鎳的石墨烯微片。

本發明將上述石墨烯微片酸化后，把石墨烯微片分散到鎳鹽溶液中，所述鎳鹽溶液中還原劑是次亞磷酸鈉、水合肼、二甲基胺硼烷或甲醛等還原性試劑，而后以上混合的漿料進行水熱反應，加熱溫度在200-300℃左右，時間2-24小時，即可獲得石墨烯/鎳復合粉體。

本發明在石墨烯微片分散到鎳鹽溶液步驟中，使用超聲震蕩與機械攪拌同時作用的方式，加強溶液與石墨烯微片的潤濕效果。

本發明所說的鎳鹽溶液中，硫酸鎳、氯化鎳、氨基磺酸鎳等常用鎳化合物均適用。

實施例1：

一種石墨烯微片表面沉積負載鎳納米顆粒的制備方法，其按如下步驟進行：首先進行石墨烯微片預處理，將石墨烯微片浸泡在1:1的硝酸溶液中，機械攪拌助力分散，2小時后，將石墨烯微片溶液過濾取出備用；取鎳鹽溶液，溶液成分如下：硫酸鎳25g/L，乳酸25g/L，檸檬酸鈉12g/L，醋酸鈉25g/L，醋酸鉛1×10^-6 g/L，次亞磷酸25g/L，pH值為4~6；將濾出的石墨烯微片分散到鎳鹽溶液中，機械攪拌和超聲震蕩同時進行，超聲功率300W，機械攪拌速率2000r/min,加強分散效果。而后把分散好的石墨烯-鎳溶液漿料置于反應釜中，將反應釜放入230℃ 烘箱當中；24小時后取出，過濾烘干后即可獲得石墨烯微片表面負載鎳的復合粉體。

實施例2：

一種石墨烯微片表面沉積負載鎳納米顆粒的制備方法，其按如下步驟進行：首先進行石墨烯微片預處理，將石墨烯微片浸泡在1:1的硝酸溶液中，機械攪拌助力分散，2小時后，將石墨烯微片溶液過濾取出備用；取鎳鹽溶液，溶液成分如下：硫酸鎳 34g/L，次亞磷酸鈉 35g/ L，蘋果酸 35g/ L，丁二酸 16g/ L， pH4~6；將濾出的石墨烯微片分散到鎳鹽溶液中，機械攪拌和超聲震蕩同時進行，超聲功率300W，機械攪拌速率2000r/min,加強分散效果。而后把分散好的石墨烯-鎳溶液漿料置于反應釜中，將反應釜放入230℃ 烘箱當中；24小時后取出，過濾烘干后即可獲得石墨烯微片表面負載鎳的復合粉體。

實施例3：

一種石墨烯微片表面沉積負載鎳納米顆粒的制備方法，其按如下步驟進行：首先進行石墨烯微片預處理，將石墨烯微片浸泡在1:1的硝酸溶液中，機械攪拌助力分散，2小時后，將石墨烯微片溶液過濾取出備用；取鎳鹽溶液，溶液成分如下：氯化鎳30g/L，氫氧化鈉 40g/ L，二甲基胺硼烷 50g/ L，氯化亞錫0.22g/ L， pH3-5；將濾出的石墨烯微片分散到鎳鹽溶液中，機械攪拌和超聲震蕩同時進行，超聲功率300W，機械攪拌速率2000r/min,加強分散效果。而后把分散好的石墨烯-鎳溶液漿料置于反應釜中，將反應釜放入270℃ 烘箱當中； 4小時后取出，過濾烘干后即可獲得石墨烯微片表面負載鎳的復合粉體。

本發明相對于現有技術，通過在石墨烯微片分散到含有還原劑的鎳鹽水溶液中，然后將分散漿料置于反應釜中，再通過水熱合成的方式，使石墨烯微片與還原出來的納米鎳結合在一起，得到納米鎳負載的復合粉體。本發明采用的含有還原劑的鎳鹽溶液，通過石墨烯微片浸泡在氧化性酸溶液一段時間，做為負載鎳的前處理步驟，從而免去了化學鍍鎳必須的敏化、鈀鹽活化等前處理步驟，并且不必采用化學鍍必須的活化、敏化等繁瑣的操作步驟，獲得了石墨烯/納米鎳復合粉體，增大了粉體的比表面積，有效的提高了粉體的分散性；在漿料制備過程中使用超聲與機械攪拌共同作用，提高了對粉體在漿料中的分散效率；該制備工藝簡單，易于操作，有利于工業化生產。