本发明涉及石墨烯，尤其涉及一种石墨烯的制备方法，利用该制备方法制备得到的石墨烯，该石墨烯制得的石墨烯-石墨复合膜、石墨烯ab浆膏以及其作为导热材料的应用。
背景技术：
1、石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯是已知材料中最薄，单层原子厚度以及具有开放平面的二维材料，由碳原子以sp2杂化紧密堆积成六角形蜂窝晶格的二维晶体，是石墨、碳纳米管和富勒烯等的组成单元。完美晶体的石墨烯集合优异的机械强度、导热性、透光性、导电性和化学稳定性于一身。石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp杂化轨道成键，并有如下的特点:碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10米，键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，因而具有优良的导电和光学性能。同时石墨烯具有明确的二维结构和较大的比表面积，具有较高的导电性和导热性，以及较高的化学和电化学稳定性，具有广阔的应用前景。
2、常见的制备石墨烯的方法包括:微机械剥离法、化学气相沉积法、液相剥离法、外延生长法和化学氧化还原法等。这些方法在制备石墨烯方面有着各自的优点，但也存在一定的局限性。如化学气相沉积法是制备大面积单层石墨烯薄膜的重要方法。但制备过程需要高温及苛刻的条件与设备，成本较高。化学氧化还原法虽然能得到较高产率的氧化石墨烯，但是制备过程需要消耗大量的强酸和强氧化剂，工艺复杂，生产的氧化石墨烯存在较多的缺陷。相对而言，电化学法制备石墨烯因具有装置简单、环境友好等优点，成为很有前景的石墨烯制备方法。近年来，电化学方法在石墨烯的制备和应用上取得了新的进展，将其作为电极材料应用于锂离子电池和超级电容器等储能领域中，展现出极大的潜力。
3、微电子技术与制造产业的发展使电子器件的微型化成为可能，然而纳米量级的内部结构必然导致过高的能流密度，如果热量不能及时导出，就会使局部温度超出承受极限，缩短器件使用寿命甚至造成事故，这大大阻碍了工业化进一步发展的进程。然而，传统散热材料及导热设计的极限都已不能满足微尺度导热需求，人们开始寻求新的制造材料与设计新的传热工艺。随着科技的飞速发展，大数据、ai、自动驾驶等新生名词不断进入人们的视野。虽然这些技术的应用领域大不相同，但是它们都是以电子器件的发展为基础的。从最开始的足球场一样大的计算机，到现在可以戴在手上的智能手表，电子器件逐渐向着微型化和集成化的方向发展。这些发展大大提高了电子产品的运行速度以及便携程度，使人们的生活发生了翻天覆地的变化。然而它们也给人们带来了新的困扰.微型电子器件运行时，会积累大量的热量，这些热量如果不能及时扩散，会大大降低电子器件的运行效率，缩短它们的寿命。为此，人们研究出了热界面材料，用来将电子器件的热量扩散出去。传统的热界面材料(例如导热硅脂等)在涂抹过程中，涂层不能太厚，否则会降低导热性能。正常来说，导热硅脂不能大量使用，否则无法顺利操作；使用时间也不宜过长，否则会出现老化，令热阻有所增加。石墨烯作为一种髙导热的二维碳材料，十分适合用来制备热界面材料。
4、因此，亟需一种能够有效降低界面热阻的石墨烯的制备方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，为解决现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种石墨烯的制备方法，其通过低温方法进行电解实验来制备石墨烯，使其制备出的石墨烯更多。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
3、一种石墨烯的制备方法，包括如下步骤：
4、步骤1：制备电解实验所需的电解环境：石墨电极、调配电解液、调试低温环境；
5、步骤2：石墨电解调整合适的电极间距插入电解液中并接入直流电源，等待一段时间观察其稳定性；
6、步骤3：将步骤2已经搭建完成的电解装置放入低温恒温槽内，设定低温温度以及恒定时间，按时取出部分电解浆料冷冻干燥后测试xrd，判断石墨烯浆料质量，获得1-3层含量＞70％的石墨烯浆料；
7、步骤4：步骤3中的石墨烯浆料经收集纯化后得到石墨烯干料，即为石墨烯。
8、优选地，所述电解液为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和高氯酸锂的混合溶液，其中，碳酸二甲酯：碳酸二乙酯：碳酸甲乙酯的体积比为2:1:1，高氯酸锂的浓度为1mol/l。
9、优选地，步骤3中，低温温度为-5℃，恒温时间为72h。
10、优选地，步骤2中，外接4v直流电源，初始电流为110ha。
11、优选地，步骤2中，先外接6v直流电源，初始电流为200ha，并在电解6小时后发现膨胀形态类似于4v/24h，后续再调整电解电压为4v，电流为110ha。
12、优选地，步骤2中，电极间距为0.5cm。
13、本发明提供了一种石墨烯，由上述石墨烯的制备方法制备得到。
14、本发明提供了一种石墨烯-石墨复合膜，将上述的石墨烯制备成石墨烯浆膏后分散均匀得到石墨烯浆料，并涂抹于石墨纸上得到所述石墨烯-石墨复合膜。
15、本发明提供了一种石墨烯ab浆膏，将上述的石墨烯与环氧树脂a和环氧树脂b混合均匀，即得所述石墨烯ab浆膏。
16、本发明提供了上述石墨烯在导热材料中的应用。
17、本发明提供的石墨烯的制备方法，通过低温方法进行电解实验来制备石墨烯，使其制备出的石墨烯更多，其相比于现有技术，具有如下的有益效果：
18、1)本方法与传统的机械剥离法相比，制备出的石墨烯(即1-3层)更多。
19、2)石墨烯制备使用的原料价格低廉，设备要求低，具有明显的的成本优势。
20、3)所采用的工艺操作简单，安全性高，绿色环保，具有规模化工厂生产的能力；石墨转化为石墨烯的转化率接近100％，没有浪费。
21、4)剥离方法是可重复的，可随时终止，可循环。
22、5)本发明的纯化过程相对简便省时高效且产品损失量较小。
23、6)本发明相较其他同类型实验，所使用的温度较低，所耗能源较小。
24、7)本发明首次采用低温方法进行电解实验来制备石墨烯，该方法使得离子流动速率更慢，从而使得插层效果更好，进一步提高了石墨烯制备的质量，获得层数更少，单层比例更多的石墨烯。
25、8)采用本方法制备的石墨烯—石墨复合膜，热处理温度低，更加节能。
26、9)采用本方法制备的石墨烯—石墨复合膜，导热系数、膜自身拉升强度均高于市场同类型产品，
27、10)本发明制备的石墨烯ab浆膏制作方法更加简单，节约成本。
28、11)本发明制备的石墨烯ab浆膏相较于市场上导热粘结剂，凝固时间更短，拉升强度更高，在电子器件散热性能上也有较大优势。
1.一种石墨烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯的制备方法，其特征在于，所述电解液为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和高氯酸锂的混合溶液，其中，碳酸二甲酯：碳酸二乙酯：碳酸甲乙酯的体积比为2:1:1，高氯酸锂的浓度为1mol/l。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤3中，低温温度为-5℃，恒温时间为72h。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤2中，外接4v直流电源，初始电流为110ha。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤2中，先外接6v直流电源，初始电流为200ha，并在电解6小时后发现膨胀形态类似于4v/24h，后续再调整电解电压为4v，电流为110ha。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤2中，电极间距为0.5cm。
7.一种石墨烯，其特征在于，由权利要求1-6中任一项所述的一种石墨烯的制备方法制备得到。
8.一种石墨烯-石墨复合膜，其特征在于，将权利要求7中所述的石墨烯制备成石墨烯浆膏后分散均匀得到石墨烯浆料，并涂抹于石墨纸上得到所述石墨烯-石墨复合膜。
9.一种石墨烯ab浆膏，其特征在于，将权利要求7中所述的石墨烯与环氧树脂a和环氧树脂b混合均匀，即得所述石墨烯ab浆膏。
10.权利要求7所述的一种石墨烯在导热材料中的应用。
