[發(fā)明專利]一種用于石墨烯剝離的組合液

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410705085.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105712321A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴加龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰碳谷科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B31/04
• 分類號(hào): C01B31/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨烯生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)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(shù)

石墨烯是一種具有良好柔性、電性能的二維材料。需要補(bǔ)充的是，嚴(yán)格意義上說(shuō)，石墨烯是一種單層的片狀；不過(guò)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(nèi)。

目前，石墨烯制備的方法主要有：化學(xué)生長(zhǎng)法和物理剝離法。相比于效率低、不適合于工業(yè)化批量生產(chǎn)的化學(xué)生長(zhǎng)法，物理剝離法主要是采用低廉的石墨為原料，通過(guò)對(duì)石墨晶體施加機(jī)械力使石墨層間發(fā)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(yè)化前景和適合規(guī)模化生產(chǎn)。

在石墨烯剝離過(guò)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(guò)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(huán)氧基團(tuán)和羧基等含氧基團(tuán)，增大了石墨層間距，利于后續(xù)石墨層間剝離。但是這種化學(xué)物質(zhì)插層工藝耗酸量大，生產(chǎn)過(guò)程中有SOx、NOx等有害氣體或重金屬離子的污染，產(chǎn)品中有硫殘留，最終得到的石墨烯易產(chǎn)生缺陷，并且在應(yīng)用中對(duì)設(shè)備有腐蝕，降低了設(shè)備的使用壽命，增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)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(jī)械研磨，可以有效地剝離石墨，且對(duì)石墨烯的結(jié)構(gòu)破壞小。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)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(shù)脂3～20份

磨砂粒1～5份

其中，各組份以其重量份數(shù)計(jì)。

優(yōu)選的技術(shù)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(yōu)選的技術(shù)方案是，所述磨砂粒的粒徑在5微米以下。

進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述磨砂粒為氧化鋁粉末、二氧化硅粉中的一種。

優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述羥基丙烯酸樹(shù)脂的數(shù)均分子量為10000～20000。

現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用于石墨烯剝離的組合液在通過(guò)醇類溶劑與羥基丙烯酸樹(shù)脂共用，它們滲透到石墨片層中，并形成氫鍵；在機(jī)械研磨的過(guò)程中，產(chǎn)生的熱量或者通過(guò)外加熱的方式使氫鍵破壞，從而對(duì)石墨層產(chǎn)生沖擊力；相比于沒(méi)有羥基丙烯酸樹(shù)脂的組合液，組合液中的氫鍵作用弱，且對(duì)石墨片層不能產(chǎn)生定向的大沖擊力，即長(zhǎng)鏈的羥基丙烯酸樹(shù)脂對(duì)氫鍵位置起到定位作用；此外，體系中加入的磨砂粒配合機(jī)械研磨對(duì)石墨片層可以產(chǎn)生更強(qiáng)的剪切作用；該組合液配合機(jī)械研磨，可以有效地促進(jìn)石墨烯的剝離。該組合液在剝離石墨烯的同時(shí)，不腐蝕設(shè)備，不損傷石墨烯結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

本發(fā)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(shù)、羥基丙烯酸樹(shù)脂3重量份數(shù)、氧化鋁粉末2重量份數(shù)。氧化鋁粉末的粒徑在5微米以下。羥基丙烯酸樹(shù)脂的數(shù)均分子量為10000～20000。

實(shí)施例2

本發(fā)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(shù)、正丁醇50重量份數(shù)、羥基丙烯酸樹(shù)脂10重量份數(shù)、氧化鋁粉末4重量份數(shù)。氧化鋁粉末的粒徑在5微米以下。羥基丙烯酸樹(shù)脂的數(shù)均分子量為10000～20000。

實(shí)施例3

本發(fā)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(shù)、羥基丙烯酸樹(shù)脂20重量份數(shù)、二氧化硅1重量份數(shù)。二氧化硅的粒徑在5微米以下。羥基丙烯酸樹(shù)脂的數(shù)均分子量為10000～20000。

實(shí)施例4

本發(fā)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(shù)、松油醇30重量份數(shù)、羥基丙烯酸樹(shù)脂15重量份數(shù)、二氧化硅5重量份數(shù)。二氧化硅的粒徑在5微米以下。羥基丙烯酸樹(shù)脂的數(shù)均分子量為10000～20000。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。