专利名称：石墨烯/氧化铕光电复合材料及其制备的制作方法
石墨烯/氧化铕光电复合材料及其制备技术领域
本发明属于复合材料技术领域，涉及一种石墨烯/金属氧化物的制备方法，特别 涉及一种石墨烯/Eu2O3复合材料，本发明同时还涉及一种石墨烯/其他稀土金属氧化物复 合材料的制备方法。
背景技术：
自从2004年，石墨烯被发现以来，引起了全世界的研究热潮，人们投入大量的精 力去挖掘这种新奇材料的特性。至今，已发现石墨烯在光，电，磁等方面都具有许多奇特的 性质。它是目前已知的最薄，最硬，导电性能最好的一种材料，可用来制备有机光电器件的 电极，复合材料，电池，超级电容，储氢材料，场发射材料以及超灵敏传感材料等。石墨烯具 有出色的电学性能，但对传统的光谱有一定的阻扰作用。由于石墨烯较差的光学性能，使得 它在光电领域中的研究很少。目前，人们对石墨烯基无机氧化物复合材料的研究产生了浓 厚的兴趣，以期制备出一种具有优异特性的功能材料，目前，各种研究活动主要集中在多功 能新型材料的合成上。
稀土元素具有独特的电子层结构，因而稀土化合物表现出许多优异的光、电、磁功 能，尤其是稀土元素具有一般元素所无法比拟的光谱学性质。稀土发光材料特别是稀土掺 杂的发光材料已经被广泛地应用在各种显示、照明、信息存贮放大以及医学诊断等领域，在 国民经济和人们日常生活中起着不可取代的作用。在众多的稀土化合物中，+3价稀土离子 由于其跃迁的发光材料的发射光谱呈线状，色纯度高；光谱形状很少随温度而变，荧光 猝灭小，浓度猝灭小等诸多优点，而具有更加广泛的应用前景，其中，+3价铕离子的荧光性 能最好。因此，用Eu2O3来掺杂石墨烯，从而有望在保持石墨烯电学性能的前提下，赋予石墨 烯优良的光学性能。发明内容
本发明的目的是利用石墨烯的电学性能，稀土氧化物的荧光性能，提供一种兼有 电学性能和光学性能的石墨烯/Eu2O3复合材料。
本发明的另一目的是提供一种石墨烯/Eu2O3光电复合材料的制备方法。
本发明石墨烯/Eu2O3光电复合材料的制备方法，是将氧化石墨超声分散在水中， 得到分散均勻的氧化石墨烯溶液；加入硝酸铕的质量与氧化石墨的质量比为3% 15%， 在超声波下继续超声20 30min，在80°C 100°C下搅拌反应16 Mh，得到氧化石墨/ 氢氧化铕复合材料；然后加入质量为氧化石墨质量8 10倍的硼氢化钠，在70 80°C下 搅拌反应2 3小时，过滤、洗涤，干燥，研磨，得石墨烯/氢氧化铕复合材料，再将石墨烯/ 氢氧化铕复合材料在400 500°C下高温煅烧3 4h，得石墨烯/Eu2O3复合材料。
本发明以水为介质，氧化石墨和硝酸铕为石墨烯和氧化铕的前躯体，利用铕离子 与氧化石墨烯表面的羟基发生化学键合，使氢氧化铕均勻地包覆在氧化石墨烯的表面，然 后用硼氢化钠把氧化石墨烯还原为石墨烯，高温煅烧小时得到石墨烯/Eu2O3复合材料。其反应机理如下
权利要求
1.一种石墨烯/Eu2O3光电复合材料的制备方法，是将氧化石墨超声分散在水中，得到 分散均勻的氧化石墨烯溶液；加入硝酸铕的质量与氧化石墨的质量比为3% 15%，继续 超声20 30min，在80°C 100°C下搅拌反应16 Mh，得到氧化石墨/氢氧化铕复合材 料；然后加入质量为氧化石墨质量8 12倍的硼氢化钠，在70 80°C下搅拌反应2 3小 时，过滤、洗涤，干燥，研磨，得石墨烯/氢氧化铕复合材料，再将石墨烯/氢氧化铕复合材料 在400 500°C下高温煅烧3 4h，得石墨烯/Eu2O3复合材料。
2.如权利要求1所述方法制备的石墨烯/Eu2O3光电复合材料。
3.如权利要求2所述石墨烯/Eu2O3光电复合材料，其特征在于氧化铕的粒径为 10士0. 5nm，石墨烯的厚度为1 士0. lnm，氧化铕的纳米颗粒均勻的包覆在石墨烯的表面。
全文摘要
本发明提供了一种石墨烯/氧化铕光电复合材料，属于复合材料技术领域。以水为介质，氧化石墨和硝酸铕为石墨烯和氧化铕的前躯体，利用铕离子与氧化石墨烯表面的羟基发生化学键合，使氢氧化铕均匀地包覆在氧化石墨烯的表面，然后用硼氢化钠把氧化石墨烯还原为石墨烯，在500℃下高温煅烧4小时得到石墨烯/Eu2O3复合材料。本发明制备的复合材料兼有优良的光学和电学性能，且有较好的热稳定性，这不但解决了石墨烯光学性能较差的问题，而且为石墨烯在光电器件发面的应用开辟了新的领域。本发明工艺简单，操作方便，反应条件温和，无污染，生产成本低，生产效率高，具有良好的工业化生产前景。
文档编号C09K11/78GK102031112SQ201010542739
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者冯超, 刘鹏伟, 莫尊理, 赵永霞, 郭瑞兵, 高倩 申请人:西北师范大学