本发明实施例公开了一种多层石墨烯-多壁纳米碳管三维碳材料及其制备方法，其中方法包括以下步骤：量取体积比为8∶2的DMF和蒸馏水，混合后作为混合溶剂；加入膨胀石墨，超声振荡2～7小时，得到多层石墨烯；在混合溶液中加入四水合醋酸钴和四水合醋酸锰，将溶液倒入水热反应釜；取出反应物用酒精和水进行离心清洗各3次，得到干燥的负载催化剂石墨烯；将石英管加热至设定温度，并用N2排空，然后将负载催化剂石墨烯置于石英管内，通入N2和C2H2，在N2的保护下冷却到常温后取出，得到三维碳材料。本发明将负载催化剂的石墨烯以C2H2为碳源，采用CVD方法制备纳米碳管，多层石墨烯两侧长上均匀的多壁纳米碳管，工艺简单。

本发明将负载催化剂的石墨烯以C2H2为碳源，采用CVD方法制备纳米碳管，多层石墨烯两侧长上均匀的多壁纳米碳管，工艺简单。

于提供一种多层石墨烯-多壁纳米碳管三维碳材料及其制备方法，充分利用石墨烯与纳米碳管各自在一维和二维上的优异性能，从而使材料在三维方向上都具有优异性能，并解决了石墨烯和纳米碳管容易团聚的问题。同时，该三维碳材料还可为与其它纳米颗粒复合提供更佳载体。

域[0001] 本发明属于材料技术领域，特别地涉及一种三维碳材料及其制备方法，三维碳材料是由多层石墨烯及生长于多层墨烯表面的分布密度高的多壁纳米碳管组成的三维碳材料，制备的三维碳材料在电极电材料、催化剂载体、储能材料上具有重要的使用价值

碳材料中的纳米碳管是一维碳材料，石墨烯是二维碳材料，它们具有不同的机械和电学性能，各自在电极电材料、催化剂载体、传感器及储能材料方面得到了广泛的研究和应用。纳米碳管具有非常大的长径比，沿着长度方向进行热交换和电子传输时效率很高，但沿垂直方向效率较低。而石墨烯在片层内电子传输效率高，在垂直于石墨烯片方向的传输效率不高

明采用一种简单的方法制备一种多层石墨烯-多层纳米碳管所组成的三维材料。这种碳材料可以充分利用石墨烯与纳米碳管各自在一维和二维上的优异性能，从而三维方向上都具有优异性能。纳米碳管可以提供电子传输通道，提高材料的导电率，而石墨烯可以提高纳米碳管相互之间传输能力，从而有效地解决了一维碳纳米管和二维石墨烯的热与电子传输的方向依赖性和较低的面外传导性，使复合材料在三维空间都具有良好的电性能。同时，纳米碳管之间的孔隙及纳米碳管表面都可以容纳其它纳米颗粒，可以为制备碳材料与其它纳米粒子的复合材料提供良好的空间，制备的多层石墨烯-多壁纳米碳管三维材料是一种具有极大发展潜力的新型碳材料。

：宋开新

 职务：

 职称：教授

 导师类别：博士生导师

 出生年月：1977年

 所属团队：电子能量转换与应用团队

 办公地点：下沙校区东校区207

 联系方式：13588198089

个人经历

2004年03月- 2017年03月浙江大学，博士

2007年09月- 至今电子信息学院，讲师、副教授、教授

个人简介

  电子能量与转换团队负责人，中国电子元器件关键材料与器件委员会常委委员。近五年发表论文50篇，主持获批国家级项目2项。 

研究方向

研究方向：射频无源集成电子材料与元器件

代表性成果

(1)利用水热合成法在多层石墨烯表面制备钴或掺锰钴氧化物纳米颗粒催化剂，催化剂制备方法简单，纳米钴氧化物颗粒是纳米碳管生长催化剂，通过掺杂锰氧化物可以抑制钴纳米颗粒在催化生长过程中团聚长大，当加入的锰比例增多，纳米碳管的直径减小；[0021] (2)所使用的基片为多层石墨烯，多层石墨烯制备简单，具有良好的导电性，并具有较强的机械性能。所制备的为多壁纳米碳管，多壁纳米碳管在抗压缩，抗弯曲等机械性能方面高于单壁碳管，同时多壁纳米碳管具有良好的电性能。因此，复合材料具有良好的机械性能，能有效地解决一维碳纳米管和二维石墨烯的团聚问题。石墨烯与纳米碳管组成的三维导电网络解决了热与电子传输的方向依赖性，呈现出优异的三维导热导电性能。[0022] (3)所用多层石墨烯表面没有进行氧化处理，表面含有的氧官能团少，从而提高了材料的电学性能。[0023] (4)纳米碳管之间的孔隙及纳米碳管表面都可以容纳其它纳米颗粒，可以为制备碳材料与其它纳米粒子的复合材料提供良好的空间。纳米碳管与石墨烯组成的三维导电网络，可以为复合材料提供良好的导电性能。[0024] (5)本发明的方法工艺简单，容易控制，便于工业化生产。所制备的三维材料及其于三维碳材料的复合材料在储氢材料、电极材料、高效催化剂载体及电子探针方面应用广泛。

技术合作，遣派学者专家到国外或者其他地区的高校，研究机构或者生产企业与对方的学者，专家合作进行研究设计，或者双方学者，专家轮流到对方学校，研究机构或者企业进行研究。