[發(fā)明專利]包括優(yōu)化出口的片材剝離裝置有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201680043600.3 | 申請(qǐng)日： | 2016-09-23 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN107921440B | 公開（公告）日： | 2019-11-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 柳光鉉;金恩貞;金仁憐;樸范碩;林藝勛;權(quán)元鐘 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 株式會(huì)社LG化學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B02C19/00 | 分類號(hào)： | B02C19/00;B02C19/06 |
| 代理公司： | 北京鴻元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327 | 代理人： | 李琳;陳英俊 |
| 地址： | 韓國*** | 國省代碼： | 韓國;KR |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 片材剝離裝置 石墨烯 剝離石墨 排出流量 研磨 分散體 剪切力 微通道 制備 施加 優(yōu)化 出口 | ||
本發(fā)明涉及一種用于剝離石墨的片材剝離裝置，根據(jù)本發(fā)明的片材剝離裝置的特征在于，特定的微通道用于施加剝離石墨所需的剪切力，并且同時(shí)，石墨烯本身不被研磨并且石墨烯分散體的排出流量增大以提高石墨烯的制備效率。
相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求于2015年9月25日向韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請(qǐng)No.10-2015-0137055的權(quán)益，其公開內(nèi)容通過引用全部并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種片材剝離裝置以及使用該裝置制備石墨烯的方法，該片材剝離裝置可有效剝離石墨并可制備大面積石墨烯。
背景技術(shù)
石墨烯是一種半金屬材料，形成碳原子通過sp2鍵以二維六邊形形狀連接的排列，并且具有對(duì)應(yīng)于碳原子層的厚度。近來，已經(jīng)報(bào)道，作為評(píng)估具有一個(gè)碳原子層的石墨烯片的性質(zhì)的結(jié)果，電子遷移率為約50,000cm2/Vs以上，因此表現(xiàn)出非常優(yōu)異的導(dǎo)電性。
此外，石墨烯具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性以及優(yōu)異的導(dǎo)熱性。另外，由于它僅由碳(相對(duì)較輕的原子)組成，所以很容易處理一維或二維納米圖案。由于這樣的電學(xué)、結(jié)構(gòu)、化學(xué)和經(jīng)濟(jì)特性，預(yù)計(jì)石墨烯將從現(xiàn)在開始取代硅基半導(dǎo)體技術(shù)和透明電極，并且特別地，由于其優(yōu)異的機(jī)械性能，預(yù)計(jì)將應(yīng)用于柔性電子器件領(lǐng)域。
由于石墨烯的諸多優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)異的性能，已經(jīng)提出或研究了能夠更有效地從碳質(zhì)材料大批量制造石墨烯的各種方法。尤其是，能夠容易地制備厚度更薄且面積大的石墨烯片或薄片的方法的研究已經(jīng)有了各種進(jìn)展，因此石墨烯的優(yōu)異性能可以顯著地顯現(xiàn)出來。
作為現(xiàn)有的石墨烯的制備方法，已知的有以下獲得石墨烯或其氧化物的方法：通過諸如使用膠帶的物理方法或諸如石墨氧化的化學(xué)方法剝離；或通過在石墨的碳層間插入酸、堿、金屬等的插層化合物的方法剝離。近來，通常使用通過用球磨機(jī)或超聲波輻射研磨來剝離石墨中包含的碳層，同時(shí)將石墨分散在液相中來制備石墨烯的方法。但是這些方法具有以下缺點(diǎn)：產(chǎn)生石墨烯缺陷，工藝復(fù)雜，石墨烯產(chǎn)率低。
同時(shí)，片材剝離裝置是一種向具有微米級(jí)直徑的微通道施加高壓并且因此對(duì)通過微通道的材料施加較強(qiáng)的剪切力的裝置，并且如果使用片材剝離裝置剝離石墨，則可以提高石墨烯的產(chǎn)率。
但是，由于片材剝離裝置通常被設(shè)計(jì)并制備的目的是粉碎和分散顆粒，所以流過微通道的流體強(qiáng)烈地撞擊出口壁面。因此，如果剝離的石墨烯與出口壁面碰撞，則石墨烯本身可能發(fā)生研磨并且石墨烯的粒度可能會(huì)減小。
因此，作為對(duì)剝離石墨有效并且能夠制備大面積的石墨烯的片材剝離裝置的研究的結(jié)果，本發(fā)明人確認(rèn)，如果使用如下所述的特定形狀的出口，則可以解決上述問題，并完成本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種片材剝離裝置，該片材剝離裝置有效用于剝離石墨烯并且能夠制備大面積的石墨烯。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用上述片材剝離裝置制備石墨烯的方法。
技術(shù)方案
為了解決上述目的，本發(fā)明提供了一種片材剝離裝置，包括：
入口，片材供應(yīng)到所述入口中；
高壓泵，位于所述入口的前端，并產(chǎn)生用于對(duì)所述片材加壓的壓力；
微通道，位于所述入口的后端，所述片材通過所述高壓泵產(chǎn)生的壓力穿過所述微通道，由此所述片材被均質(zhì)化；以及
出口，位于所述微通道的后端，
其中，所述微通道的后端與從所述微通道的后端排出的所述片材所碰撞的出口壁面之間的最小距離(y，單位m)以及所述微通道的后端處的所述片材的速度(x，單位m/s)滿足以下方程式1：
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