[發(fā)明專利]一種快速制備小尺寸石墨烯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611096485.4
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106744873B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王振廷;趙春香;孟君晟;尹吉勇
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江科技大學(xué)
• 主分類號: C01B32/19
• 分類號: C01B32/19
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種快速制備小尺寸石墨烯的方法，本發(fā)明涉及一種制備小尺寸石墨烯的方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有小尺寸石墨烯的制備困難，生產(chǎn)成本高，污染環(huán)境嚴(yán)重的問題。方法：一、制備膨脹石墨；二、壓制；三、激光切割；四、分散及干燥，得到粒徑小于1μm的石墨烯。本發(fā)明用于一種快速制備小尺寸石墨烯的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備小尺寸石墨烯的方法。

背景技術(shù)

石墨烯被稱為“新材料之王”，具有超薄、高強度、高導(dǎo)熱性、高導(dǎo)電性、良好透光性等特性。只有一個碳原子厚度，是自然界最薄材料，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強度比最好的鋼材要高出百倍以上，導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/mk，高于碳納米管和金剛石。電阻率比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料，透光性高達(dá)97.7％，幾乎透光。目前制備石墨烯的方法主要有化學(xué)氧化還原法、氣相沉積法、液相剝離法。化學(xué)氧化還原法雖可實現(xiàn)宏量制備，但由于氧化引起的缺陷無法完全恢復(fù)，影響其導(dǎo)電性能。氣相沉積法制備的石墨烯質(zhì)量較高，但條件比較苛刻，成本較高，不適合規(guī)模化生產(chǎn)。液相剝離法可以將石墨分散到特定的溶劑中或表面活性劑中通過超聲波的能量制備單層或多層石墨烯，但分散劑后續(xù)處理困難。上述方法制備的石墨烯尺寸都大于5μm以上，制備尺寸小于1μm的石墨烯很困難。小尺寸石墨烯在合成纖維、防靜電材料、電磁吸波導(dǎo)電油墨和電池導(dǎo)電劑等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有小尺寸石墨烯的制備困難，生產(chǎn)成本高，污染環(huán)境嚴(yán)重的問題，而提供一種快速制備小尺寸石墨烯的方法。

一種快速制備小尺寸石墨烯的方法是按照以下步驟進(jìn)行的：

一、制備膨脹石墨：

以天然鱗片石墨為原料，采用化學(xué)法插層、膨脹，制備得到高倍數(shù)膨脹石墨；

所述的高倍數(shù)膨脹石墨的膨脹倍數(shù)為200倍～500倍；

二、壓制：

將高倍數(shù)膨脹石墨進(jìn)行壓制，得到厚度為3mm～5mm的壓制石墨；

三、激光切割：

采用激光沿壓制石墨的厚度方向進(jìn)行切割，切割間距為1μm～2μm，得到切割后的石墨粉；

四、分散及干燥：

將切割后的石墨粉進(jìn)行超聲分散、冷凍干燥，得到粒徑小于1μm的石墨烯。

本發(fā)明的有益效果：

現(xiàn)在制備石墨烯的方法中，其制備的石墨烯尺寸都在5μm以上，制備尺寸小于1μm的石墨烯工藝復(fù)雜。本發(fā)明的優(yōu)勢在于制備方法綠色環(huán)保，工藝簡單，質(zhì)量穩(wěn)定。首先利用制備的膨脹石墨壓制成一定厚度的石墨紙，石墨紙具有一定的強度，這時在真空下利用激光的高能量，切割石墨紙，并保持一定的距離，使切割下來的石墨片之間的范德華力減弱，這時再用超聲波進(jìn)行空化作用，使石墨片剝離。

本發(fā)明用于一種快速制備小尺寸石墨烯的方法。

附圖說明

圖1為實施例一制備的粒徑小于1μm的石墨烯高分辨透射照片；

圖2為實施例一制備的粒徑小于1μm的石墨烯粒度分布圖。

具體實施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的具體實施方式，還包括各具體實施方式之間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式所述的一種快速制備小尺寸石墨烯的方法是按照以下步驟進(jìn)行的：

一、制備膨脹石墨：

以天然鱗片石墨為原料，采用化學(xué)法插層、膨脹，制備得到高倍數(shù)膨脹石墨；

所述的高倍數(shù)膨脹石墨的膨脹倍數(shù)為200倍～500倍；