[發明專利]一種用于石墨烯剝離的組合液

在審

• 申請號: 201410705085.3
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN105712321A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 戴加龍
• 申請（專利權）人: 江陰碳谷科技有限公司
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及石墨烯生產技術領域，具體涉及一種用于將石墨剝離為石墨烯的組合液。

背景技術

石墨烯是一種具有良好柔性、電性能的二維材料。需要補充的是，嚴格意義上說，石墨烯是一種單層的片狀；不過由于單層石墨烯的制備難度，一般也把具有相近性能的寡層石墨烯也歸類于石墨烯的范疇內。

目前，石墨烯制備的方法主要有：化學生長法和物理剝離法。相比于效率低、不適合于工業化批量生產的化學生長法，物理剝離法主要是采用低廉的石墨為原料，通過對石墨晶體施加機械力使石墨層間發生剝離，打破石墨層間的范德華力，形成單片石墨烯或寡層石墨烯，這種物理剝離方法更具有工業化前景和適合規?；a。

在石墨烯剝離過程中，需要加入一些助劑，以增加石墨的層間間距或是所謂的插層，從而使石墨更好地剝離。如采用硝酸、高錳酸鉀、三氧化鉻或過氧化氫作為氧化劑，濃硫酸作為插層劑，在石墨層間或邊緣引入羥基、環氧基團和羧基等含氧基團，增大了石墨層間距，利于后續石墨層間剝離。但是這種化學物質插層工藝耗酸量大，生產過程中有SOx、NOx等有害氣體或重金屬離子的污染，產品中有硫殘留，最終得到的石墨烯易產生缺陷，并且在應用中對設備有腐蝕，降低了設備的使用壽命，增加了生產成本。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，提供一種用于石墨烯剝離的組合液，該組合液配合機械研磨，可以有效地剝離石墨，且對石墨烯的結構破壞小。

為實現本發明的目的，本發明的技術方案是：一種用于石墨烯剝離的組合液，該組合液的組成包括：

醇類溶劑100份

羥基丙烯酸樹脂3～20份

磨砂粒1～5份

其中，各組份以其重量份數計。

優選的技術方案是，所述醇類溶劑為乙醇、正丙醇、正丁醇、丙二醇和松油醇中的一種或多種。

優選的技術方案是，所述磨砂粒的粒徑在5微米以下。

進一步優選的技術方案是，所述磨砂粒為氧化鋁粉末、二氧化硅粉中的一種。

優選的技術方案是，所述羥基丙烯酸樹脂的數均分子量為10000～20000。

現有技術相比，本發明用于石墨烯剝離的組合液在通過醇類溶劑與羥基丙烯酸樹脂共用，它們滲透到石墨片層中，并形成氫鍵；在機械研磨的過程中，產生的熱量或者通過外加熱的方式使氫鍵破壞，從而對石墨層產生沖擊力；相比于沒有羥基丙烯酸樹脂的組合液，組合液中的氫鍵作用弱，且對石墨片層不能產生定向的大沖擊力，即長鏈的羥基丙烯酸樹脂對氫鍵位置起到定位作用；此外，體系中加入的磨砂粒配合機械研磨對石墨片層可以產生更強的剪切作用；該組合液配合機械研磨，可以有效地促進石墨烯的剝離。該組合液在剝離石墨烯的同時，不腐蝕設備，不損傷石墨烯結構。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

實施例1

本發明是一種用于石墨烯剝離的組合液，該組合液的組成包括：丙二醇100重量份數、羥基丙烯酸樹脂3重量份數、氧化鋁粉末2重量份數。氧化鋁粉末的粒徑在5微米以下。羥基丙烯酸樹脂的數均分子量為10000～20000。

實施例2

本發明是一種用于石墨烯剝離的組合液，該組合液的組成包括：乙醇50重量份數、正丁醇50重量份數、羥基丙烯酸樹脂10重量份數、氧化鋁粉末4重量份數。氧化鋁粉末的粒徑在5微米以下。羥基丙烯酸樹脂的數均分子量為10000～20000。

實施例3

本發明是一種用于石墨烯剝離的組合液，該組合液的組成包括：松油醇100重量份數、羥基丙烯酸樹脂20重量份數、二氧化硅1重量份數。二氧化硅的粒徑在5微米以下。羥基丙烯酸樹脂的數均分子量為10000～20000。

實施例4

本發明是一種用于石墨烯剝離的組合液，該組合液的組成包括：正丙醇30重量份數、松油醇30重量份數、羥基丙烯酸樹脂15重量份數、二氧化硅5重量份數。二氧化硅的粒徑在5微米以下。羥基丙烯酸樹脂的數均分子量為10000～20000。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。