亲水性石墨烯薄膜的制备方法.pdf

《亲水性石墨烯薄膜的制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《亲水性石墨烯薄膜的制备方法.pdf（10页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 103871753 A (43)申请公布日 2014.06.18 CN 103871753 A (21)申请号 201410065935.8 (22)申请日 2014.02.26 H01G 11/24(2013.01) H01G 11/32(2013.01) H01G 11/86(2013.01) C01B 31/04(2006.01) (71)申请人 江苏昊华精细化工有限公司 地址 211600 江苏省淮安市金湖县江苏省军 区运西农副业基地东侧米 申请人 常州大学 (72)发明人 贾宝平 王秋泽 吴昊 丁建宁 (74)专利代理机构 淮安市科翔专利商标事务所 3211。

2、0 代理人 韩晓斌 (54) 发明名称 亲水性石墨烯薄膜的制备方法 (57) 摘要 本发明公开了亲水性石墨烯薄膜的制备方 法， 它包括以下步骤 ： 将氧化石墨烯粉末加入去 离子水中， 超声分散， 得氧化石墨烯悬浮液 ； 将铁 粉末、 盐酸溶液加入氧化石墨烯悬浮液中， 室温搅 拌后静置 ； 向混合液中加入盐酸溶液直至铁粉末 完全去除， 过滤分离， 并用去离子水和乙醇溶液清 洗数次， 烘箱中干燥后取出产物 ； 向产物中加入 磺化剂， 用去离子水清洗干净， 真空过滤收集后重 新超声分散于水中， 再加入还原剂， 过滤洗涤， 真 空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 向亲水性石墨烯 粉末中加入石墨粉和聚四氟乙。

3、烯， 混均， 通过压片 法按压石墨烯纸上， 得到亲水性石墨烯薄膜电极。 本发明通过减小石墨烯的接触角来增加石墨烯薄 膜的亲水性， 提高其在电容去离子方面的能力。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 1 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7页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103871753 A CN 103871753 A 1/1 页 2 1. 亲水性石墨烯薄膜的制备方法， 其特征是 ： 它包括以下步骤 ： （1） 将氧化石墨烯粉末依质量比 1:1001000 加入去离子水中， 超声分散 0.52h， 得分。

4、 散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； （2） 将 0.15g 铁粉末、 5100 mL 质量分数 5%50% 盐酸溶液加入步骤 1 的氧化石墨烯 悬浮液中， 室温机械搅拌 60 min 后静置 1h ； （3） 向步骤2的混合液中继续加入质量分数5%50%盐酸溶液直至其中的铁粉末完全去 除， 过滤分离， 并用去离子水和乙醇溶液清洗数次， 置于温度 433K 烘箱中干燥 6 h 后取出 ； （4） 向步骤3的产物中依质量比1 ： 110加入磺化剂， 并将其放置在冰浴中2 h后取出， 用去离子水清洗干净， 真空过滤收集后重新超声分散于水中， 再依质量比 1 ： 110 加入还原 剂后置于 473K 条件。

5、下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 所述的 磺化剂为苯磺酸重氮盐或苯乙烯磺酸钠， 还原剂为硼氢化钠或水合肼 ； （5) 向亲水性石墨烯粉末中加入石墨粉和聚四氟乙烯， 混均， 通过压片法按压到石墨烯 纸上， 得到亲水性石墨烯薄膜电极 ； 其中， 向亲水性石墨烯粉末的质量分数为 60%， 石墨粉 的质量分数为 30%， 聚四氟乙烯的质量分数为 10%。 权 利 要 求 书 CN 103871753 A 2 1/7 页 3 亲水性石墨烯薄膜的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及石墨烯薄膜的制备方法， 具体涉及一种亲水性石墨烯薄膜的制备方 法。 背景技术 0002。

6、 电容式去离子是一种新兴的海水淡化技术， 主要是利用多孔电极材料在直流电场 作用下产生的电吸附作用去除溶液中的带电离子， 具有效率高、 无污染和能耗低等特点。 根 据其基本工作原理， 理想电容吸附电极要具备高比表面积、 良好的导电性、 大小合适的孔隙 结构以及优良的润湿性 （Oren Y. Capacitive deionization (CDI) for desalination and water treatmentpast, present and future (a review)J. Desalination, 2008, 228(1): 10-29.） 。目前大多数 CDI 是基于。

7、碳材料包括碳气凝胶电极、 激活碳、 有序 介孔碳、 碳纳米管以及石墨烯等。 0003 石墨烯， 是一种由碳原子以 sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜， 具有 高达 2630 m2 / g 的理论面积、 7200 S / m 的室温电导率和较大的机械强度 （Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, et al. Electric field effect in atomically thin carbon filmsJ. science, 2004, 306(5696): 666-669.） ， Yang 等人经实验发现单层石墨烯 的水接触角为 92.。

8、5 o， 这一性质严重限制其亲水性及其在电容式去离子的性能。Koratkar 等人通过研究发现采用控制石墨烯片表面的粗糙度和表面化学能可以调整石墨烯的接触 角从而增加其亲水性 （Rafiee J, Rafiee M A, Yu Z Z, et al. Superhydrophobic to superhydrophilic wetting control in graphene filmsJ. Advanced materials, 2010, 22(19): 2151-2154.） 。 发明内容 0004 本发明的目的在于 ： 提供一种亲水性石墨烯薄膜的制备方法， 通过减小石墨烯的 接触角来。

9、增加石墨烯薄膜的亲水性， 提高其在电容去离子方面的能力。 0005 本发明的技术解决方案是它包括以下步骤 ： （1） 将氧化石墨烯粉末依质量比 1:1001000 加入去离子水中， 超声分散 0.52h， 得分 散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； （2） 将 0.15g 铁粉末、 5100 mL 质量分数 5%50% 盐酸溶液加入步骤 1 的氧化石墨烯 悬浮液中， 室温机械搅拌 60 min 后静置 1h ； （3） 向步骤2的混合液中继续加入质量分数5%50%盐酸溶液直至其中的铁粉末完全去 除， 过滤分离， 并用去离子水和乙醇溶液清洗数次， 置于温度 433K 烘箱中干燥 6 h 后取出 ； （4。

10、） 向步骤3的产物中依质量比1 ： 110加入磺化剂， 并将其放置在冰浴中2 h后取出， 用去离子水清洗干净， 真空过滤收集后重新超声分散于水中， 再依质量比 1 ： 110 加入还原 剂后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 所述的 磺化剂为苯磺酸重氮盐或苯乙烯磺酸钠， 还原剂为硼氢化钠或水合肼 ； 说 明 书 CN 103871753 A 3 2/7 页 4 （5) 向亲水性石墨烯粉末中加入石墨粉和聚四氟乙烯， 混均， 通过压片法按压到石墨烯 纸上， 得到亲水性石墨烯薄膜电极 ； 其中， 向亲水性石墨烯粉末的质量分数为 60%， 石墨粉 。

11、的质量分数为 30%， 聚四氟乙烯的质量分数为 10%。 0006 本发明的优点是 ： 通过控制引入酸性硫酸基团体减小石墨烯薄膜的接触角， 增大 石墨烯润湿性和比表面积， 改善石墨烯的亲水性， 电容式去离子能力强且无二次污染 ； 通过 引入磺酸基团， 磺化后的石墨烯薄膜的水接触角由原先的 79.3o 下降到 39.5o， 比表面积也 比未经磺化过的薄膜增大了 55% ； 将石墨烯薄膜应用到超级电容器上， 电容式去离子的效 率达到了 83.4%， 电容吸附量增加到 8.6 mg/g， 而未经磺酸化的电容式去离子效率为 40%， 电容吸附量为4.1 mg/g ； 这些参数的对比说明了磺酸化后的石墨。

12、烯薄膜在电容式去离子上 的能力提升了 109%， 通过这种方法得到的石墨烯薄膜在薄膜超级电容器去离子领域有较好 的发展潜能。 附图说明 0007 图 1 磺酸化的石墨烯接触角和未经磺酸化的接触角的对比图。 0008 图2 亲水性石墨烯薄膜电极和未经磺酸化的石墨烯薄膜电极对溶液中Na+的电吸 附的对比图。 具体实施方式 0009 下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案， 这些实施例不能理解为 是对技术方案的限制。 0010 实施例 1 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 2000 mL 去离子水中， 超声分散 0.5h， 得 到分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 取 0.1 g 铁粉末、。

13、 5mL 质量分数 15% 的盐酸溶液加入盛 有氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加质量分数 为 15% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶液清洗 数次， 置于 433K 的烘箱中干燥 6 h ， 取出产物均分为两份备用 ； 一份产物中加入 1g 磺化剂 苯磺酸重氮盐并将其放置在冰浴中 2 h， 取出用去离子水清洗干净， 真空过滤收集后重新超 声分散于水中， 加入 3g 还原剂硼氢化钠后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空 干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 3g 硼氢化钠。

14、直接还原后置于 473K 条件下 持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 将 6g 亲水性石墨烯粉末中 加入3g石墨粉和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石墨烯薄膜电 极 ； 将 6g 未磺化的石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨 烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0011 实施例 2 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 10000mL 去离子水中， 超声分散 1h， 得到 分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 0.6g 铁粉末、 20ml 质量分数 25% 的盐酸溶液加入盛有分散 好的氧化石墨烯悬。

15、浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加质量分 数 25% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶液清洗 数次， 置于 433K 的烘箱中干燥 6 h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入 3g 磺化 剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集后重 新超声分散于水中， 加入 1g 还原剂水合肼后置于 373K 条件下持续搅拌 24 h， 过滤洗涤， 真 说 明 书 CN 103871753 A 4 3/7 页 5 空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 1g 还原剂。

16、水合肼直接还原后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 6g 亲水性石墨烯粉 末中加入3g石墨粉和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石墨烯薄 膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压片法按 压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0012 实施例 3 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 6000mL 去离子水中， 超声分散 2h， 得到 分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 1.5g 铁粉末、 10ml 质量分数 20% 的盐酸溶液加入盛有分散 好的氧化石墨烯。

17、悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加质量分 数 20% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶液清洗 数次， 置于 433K 的烘箱中干燥 6 h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入 10g 磺 化剂苯磺酸重氮盐并将其放置在冰浴中 2 h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集后 重新超声分散于水中， 加入 5g 还原剂硼氢化钠后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗 涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 5g 还原剂硼氢化钠直接还原后置 于 473K 条件下持续搅拌 12。

18、 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 6g 亲水性石 墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯 , 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性 石墨烯薄膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过 压片法按压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0013 实施例 4 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 4000mL 去离子水中， 超声分散 1.5 h， 得 到分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 5g 铁粉末、 100mL 质量分数 50% 的盐酸溶液加入盛有分 散好的氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 。

19、60 min 后静置 1h ； 继续添加质量 分数 50% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶液清 洗数次， 置于 433K 的烘箱中干燥 6h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入 5g 磺 化剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集后 重新超声分散于水中， 加入 10g 还原剂水合肼后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗 涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 10g 还原剂水合肼直接还原后置 于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石。

20、墨烯粉末 ； 6g 亲水性石 墨烯粉末中加入3g石墨粉和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石 墨烯薄膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压 片法按压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0014 实施例 5 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 20000mL 去离子水中， 超声分散 1.5 h， 得到分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 3.8g 铁粉末、 25ml 质量分数 5% 的盐酸溶液加入盛有 分散好的氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加质 量分数 。

21、5% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶液 清洗数次， 置于 433K 的烘箱中干燥 6 h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入 3g 磺化剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集 后重新超声分散于水中， 加入 8g 还原剂水合肼后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗 涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 8g 还原剂水合肼直接还原后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 将 6g 亲水性石 墨烯粉末中加入3g石墨粉和。

22、1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石 说 明 书 CN 103871753 A 5 4/7 页 6 墨烯薄膜电极 ； 未磺化的将 6g 亲水性石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过 压片法按压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0015 实施例 6 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 8000mL 去离子水中， 超声分散 2 h， 得到 分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 4 g 铁粉末、 60mL 质量分数 30% 的盐酸溶液加入盛有分散 好的氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加质量分 。

23、数 30% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶液清洗 数次， 置于 433K 的烘箱中干燥 6h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入 5g 磺化 剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集后重 新超声分散于水中， 加入 8g 还原剂水合肼后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真 空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 6g 还原剂水合肼直接还原后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 6g 亲水性石墨烯粉 末中加入3g石墨粉。

24、和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石墨烯薄 膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压片法按 压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0016 实施例 7 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 12000mL 去离子水中， 超声分散 1.5 h， 得到分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 4.8g 铁粉末、 75mL 质量分数 40% 的盐酸溶液加入盛有 分散好的氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加质 量分数 40% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤。

25、分离并用去离子水和乙醇溶液 清洗数次， 置于 433K 的烘箱中干燥 6h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入 1g 磺化剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集 后重新超声分散于水中， 加入 9g 还原剂水合肼后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗 涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 9g 还原剂水合肼直接还原后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 6g 亲水性石墨 烯粉末中加入3g石墨粉和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水。

26、性石墨 烯薄膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压片 法按压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0017 实施例 8 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 14000mL 去离子水中， 超声分散 1h， 得到 分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 0.5g 铁粉末、 15mL 质量分数 35% 的盐酸溶液加入盛有分散 好的氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加质量分 数 35% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶液清洗 数次， 置于 433K 的烘箱。

27、中干燥 6h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入 6g 磺化 剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集后重 新超声分散于水中， 加入 3g 还原剂水合肼后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真 空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 3g 还原剂水合肼直接还原后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 6g 亲水性石墨烯粉 末中加入3g石墨粉和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石墨烯薄 膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉末中加。

28、入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压片法按 压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0018 实施例 9 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 9000mL 去离子水中， 超声分散 0.5 h， 得 说 明 书 CN 103871753 A 6 5/7 页 7 到分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 0.3g 铁粉末、 30mL 质量分数 10% 的盐酸溶液加入盛有分 散好的氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加质量 分数 10% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶液清 洗数次， 置于 433K 。

29、的烘箱中干燥 6h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入 2g 磺 化剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集 后重新超声分散于水中， 加入 4g 还原剂水合肼后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗 涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 4g 还原剂水合肼直接还原后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 6g 亲水性石墨 烯粉末中加入3g石墨粉和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石墨 烯薄膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉。

30、末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压片 法按压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0019 实施例 10 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 11000mL 去离子水中， 超声分散 1 h， 得 到分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 2.5 g 铁粉末、 70mL 质量分数 35% 的盐酸溶液加入盛有 分散好的氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加质 量分数 35% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶液 清洗数次， 置于 433K 的烘箱中干燥 6h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 。

31、一份产物中加入 4g 磺化剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集 后重新超声分散于水中， 加入 9g 还原剂水合肼后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗 涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 9g 还原剂水合肼直接还原后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 6g 亲水性石墨 烯粉末中加入3g石墨粉和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石墨 烯薄膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压片 。

32、法按压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0020 实施例 11 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 8000mL 去离子水中， 超声分散 1.5 h， 得到分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 2.6 g 铁粉末、 60mL 质量分数 30% 的盐酸溶液加入盛 有分散好的氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加 质量分数 30% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶 液清洗数次， 置于433K的烘箱中干燥6h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入5g 磺化剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 。

33、h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集 后重新超声分散于水中， 加入 8g 还原剂水合肼后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗 涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 6g 还原剂水合肼直接还原后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 6g 亲水性石墨 烯粉末中加入3g石墨粉和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石墨 烯薄膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压片 法按压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0021 。

34、实施例 12 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 16000mL 去离子水中， 超声分散 0.5 h， 得到分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 0.6 g 铁粉末、 80mL 质量分数 45% 的盐酸溶液加入盛 有分散好的氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加 质量分数 45% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶 说 明 书 CN 103871753 A 7 6/7 页 8 液清洗数次， 置于433K的烘箱中干燥6h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入7g 磺化剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 。

35、h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集 后重新超声分散于水中， 加入 8g 还原剂水合肼后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗 涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 8g 还原剂水合肼直接还原后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 6g 亲水性石墨 烯粉末中加入3g石墨粉和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石墨 烯薄膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压片 法按压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0022 。

36、实施例 13 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 18000mL 去离子水中， 超声分散 1 h， 得 到分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 3 g 铁粉末、 15mL 质量分数 40% 的盐酸溶液加入盛有分 散好的氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加质量 分数 40% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶液清 洗数次， 置于 433K 的烘箱中干燥 6h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入 2g 磺 化剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集 后重新超声。

37、分散于水中， 加入 4g 还原剂水合肼后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗 涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 4g 还原剂水合肼直接还原后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 6g 亲水性石墨 烯粉末中加入3g石墨粉和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石墨 烯薄膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压片 法按压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0023 实施例 14 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 600。

38、0mL 去离子水中， 超声分散 0.5 h， 得到分散均匀的氧化石墨烯悬浮液 ； 1.6 g 铁粉末、 35mL 质量分数 15% 的盐酸溶液加入盛 有分散好的氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加 质量分数 15% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶 液清洗数次， 置于433K的烘箱中干燥6h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入6g 磺化剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集 后重新超声分散于水中， 加入 6g 还原剂水合肼后置于 473K 条件下持。

39、续搅拌 12 h， 过滤洗 涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 6g 还原剂水合肼直接还原后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 6g 亲水性石墨 烯粉末中加入3g石墨粉和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石墨 烯薄膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压片 法按压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0024 实施例 15 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 20000mL 去离子水中， 超声分散 1.5 h， 得到分散均匀的氧。

40、化石墨烯悬浮液 ； 2.5 g 铁粉末、 75mL 质量分数 25% 的盐酸溶液加入盛 有分散好的氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加 质量分数 25% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶 液清洗数次， 置于433K的烘箱中干燥6h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入2g 磺化剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集 后重新超声分散于水中， 加入 4g 还原剂水合肼后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗 说 明 书 CN 10387175。

41、3 A 8 7/7 页 9 涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯粉末 ； 另一份产物中加入 4g 还原剂水合肼直接还原后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 6g 亲水性石墨 烯粉末中加入3g石墨粉和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石墨 烯薄膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压片 法按压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0025 实施例 16 ： 将 20g 氧化石墨烯粉末加入到 3000mL 去离子水中， 超声分散 2 h， 得 到分散均匀的氧化石。

42、墨烯悬浮液 ； 3.5 g 铁粉末、 90mL 质量分数 45% 的盐酸溶液加入盛有 分散好的氧化石墨烯悬浮液的烧杯中， 室温条件下机械搅拌 60 min 后静置 1h ； 继续添加质 量分数 45% 的盐酸溶液直至烧杯中的铁粉末完全去除， 过滤分离并用去离子水和乙醇溶液 清洗数次， 置于 433K 的烘箱中干燥 6h ， 取出产物后均分为两份备用 ； 一份产物中加入 9g 磺化剂苯乙烯磺酸钠并将其放置在冰浴中 2 h， 取出后用去离子水清洗干净， 真空过滤收集 后重新超声分散于水中， 加入 4g 还原剂水合肼后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗 涤， 真空干燥得到亲水性石墨烯。

43、粉末 ； 另一份产物中加入 4g 还原剂水合肼直接还原后置于 473K 条件下持续搅拌 12 h， 过滤洗涤， 真空干燥得到未磺化的石墨烯粉末 ； 6g 亲水性石墨 烯粉末中加入3g石墨粉和1g聚四氟乙烯， 通过压片法按压到石墨烯纸上， 得到亲水性石墨 烯薄膜电极 ； 未磺化的 6g 亲水性石墨烯粉末中加入 3g 石墨粉和 1g 聚四氟乙烯， 通过压片 法按压到石墨烯纸上， 得到未经磺化的石墨烯薄膜电极。 0026 实施例 1-16 所得的亲水性石墨烯薄膜电极和未经磺化的石墨烯薄膜电极如图 1、 2所示， 图1磺酸化的石墨烯接触角和未经磺酸化的接触角的对比图， 图2 亲水性石墨烯薄 膜电极和未经磺酸化的石墨烯薄膜电极对溶液中 Na+的电吸附的对比图。 说 明 书 CN 103871753 A 9 1/1 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103871753 A 10 。