[0021] 为了便于理解本发明,下面将参照相关实施例和附图对本发明进行更全面的描述。下面给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0022] 参照图1,本发明为一种空心石墨烯的制备方法,包括:
[0023] 步骤S100:将氧化石墨烯分散在缓冲溶液中,得到氧化石墨烯的混合液。
[0024] 在其中一个实施例中,步骤S100具体为:将氧化石墨烯分散在缓冲溶液中,氧化石墨烯在缓冲溶液中的浓度为1mg/mL,得到氧化石墨烯的混合液。
[0025] 在其中一个实施例中,缓冲溶液的pH值为2-6。
[0026] 在其中一个实施例中,氧化石墨烯采用Hummers法制备,Hummers法制备氧化石墨烯为经典方法,制备的氧化石墨烯质量可靠。
[0027] 步骤S200:以第一电极为工作电极,采用三电极体系对氧化石墨烯的混合液进行循环伏安扫描,直到析氢,通过调控扫描电位范围或溶液pH值得到空心石墨烯修饰的电极。
[0028] 步骤S200在循环伏安扫描中,扫描电位达到氧化石墨烯的还原电位,并达到析氢电位,随后多次循环伏安扫描得到空心石墨烯的修饰电极。
[0029] 在其中一个实施例中,第一电极为金电极、铂电极、玻碳电极、石墨电极、碳纤维电极、碳布电极和碳糊电极中的任意一种。
[0030] 优选的,第一电极为玻碳电极。在其中一个实施例中,将玻碳电极在抛光布上用氧化铝粉末进行抛光,依次用无水乙醇和水在超声波清洗器中洗净备用。
[0031] 在其中一个实施例中,步骤S200的具体步骤为:以第一电极为工作电极、对电极为铂片电极、参比电极为饱和甘汞电极,置于氧化石墨烯的混合液中进行循环伏安扫描,直到析氢,通过调控扫描电位范围或溶液pH值得到空心石墨烯修饰的电极。
[0032] 其中,在其中一个实施例中,步骤S200中的电解质溶液为醋酸缓冲溶液。优选的醋酸缓冲溶液的浓度为0.1mol/L。
[0033] 在另一个实施例中,步骤S200的具体步骤为:将氧化石墨烯的混合液滴加到第一电极上,干燥,再以第一电极为工作电极、对电极为铂片电极、参比电极为饱和甘汞电极,置于0.1 mol/L空白醋酸缓冲溶液(pH值为2-6)中进行循环伏安扫描,直到析氢,通过调控扫描电位范围或溶液pH值得到空心石墨烯修饰的电极。
[0034] 在其中一个实施例中,以第一电极为工作电极,采用三电极体系对氧化石墨烯的混合液进行循环伏安扫描的扫描电位为0 V至-10.0-(-1.5)V,扫描速度为10-500mV/s。优选的,扫描速度为50mV/s。
[0035] 上述空心石墨烯的制备方法,采用电化学方法使氧化石墨烯还原为石墨烯,同时通过原位实时现场电解水产生的氢气泡为模板得到空心石墨烯,通过调控扫描电位范围或溶液pH值来调控氢气泡的尺寸大小从而达到调控空心石墨烯尺寸大小的目的,该制备方法操作步骤简单,绿色环保,得到的空心石墨烯比表面积大,活性高。
[0036] 以下为具体实施例:
[0037] 实施例1
[0038] 将氧化石墨烯分散在pH值为4的醋酸缓冲溶液中,氧化石墨烯在0.1mol/L醋酸缓冲溶液中的浓度为1mg/mL,得到氧化石墨烯混合液。
[0039] 以玻碳电极为工作电极、对电极为铂片电极、参比电极为饱和甘汞电极,置于所得氧化石墨烯混合液中进行循环伏安扫描,扫描电位为0 V至-4.0 V,扫描速度为50mV/s,得到空心石墨烯修饰的电极,即在工作电极上得到空心石墨烯。
[0040] 实施例2
[0041] 实施例2与实施例1的不同之处在于氧化石墨烯的浓度为2 mg/mL, 采用的Britton-Robison缓冲溶液的pH值为2,以石墨电极为工作电极、对电极为铂片电极、参比电极为饱和甘汞电极,置于所得氧化石墨烯混合液中进行循环伏安扫描,扫描电位为0 V至-3.0 V,扫描速度为50mV/s,得到空心石墨烯修饰的电极,即在工作电极上得到空心石墨烯。
[0042] 实施例3
[0043] 实施例3与实施例1的不同之处在于石墨烯的浓度为0.5 mg/mL,采用的 Britton-Robison缓冲溶液的pH值为4,以碳布电极为工作电极、对电极为铂片电极、参比电极为饱和甘汞电极,置于所得氧化石墨烯混合液中进行循环伏安扫描,扫描电位为0 V至-6.0 V,扫描速度为50mV/s,得到空心石墨烯修饰的电极,即在工作电极上得到空心石墨烯。
[0044] 实施例4
[0045] 实施例4与实施例1的不同之处在于以玻碳电极为工作电极,将氧化石墨烯混合液分散滴加到玻碳电极上,干燥,再以玻碳电极为工作电极、对电极为铂片电极、参比电极为饱和甘汞电极,置于0.1mol/L pH值为3的空白Britton-Robison缓冲溶液中进行循环伏安扫描,扫描电位为0 V至-6.0 V,扫描速度为50mV/s,得到空心石墨烯修饰的电极,即在工作电极上得到空心石墨烯。
[0046] 实施例5
[0047] 实施例5与实施例1的不同之处在于以石墨电极为工作电极,将氧化石墨烯混合液分散滴加到石墨电极上,干燥,再以石墨电极为工作电极、对电极为铂片电极、参比电极为饱和甘汞电极,置于0.1mol/L pH值为2的空白Britton-Robison缓冲溶液中进行循环伏安扫描,扫描电位为0 V至-5.0 V,扫描速度为50mV/s,得到空心石墨烯修饰的电极,即在工作电极上得到空心石墨烯。
[0048] 将实施例1得到的空心石墨烯作扫描电镜测试,得到扫描电镜图如图2所示。由图2可知,所得空心石墨烯的比表面积大。
[0049] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0050] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。