[發明專利]石墨烯、碳納米管復合材料的制備工藝

有效

• 申請號: 201710070339.2
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106882798B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 雷立猛;林少鵬
• 申請（專利權）人: 廣東派勒智能納米科技股份有限公司
• 主分類號: C01B32/194
• 分類號: C01B32/194;C01B32/168;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 李勤輝

本發明涉及石墨烯、碳納米管復合材料的制備工藝，其包括將石墨烯和碳納米管原料按比例輸送至配料罐；將配料罐的物料混合后進行粗磨；將粗磨后的物料脫水處理；對脫水后的物料進行精磨；對精磨后的物料再次脫水處理；對再次脫水處理物料進行烘干、包裝。本發明可將原料通過多臺粗磨砂磨機同時粗磨，然后對粗磨后的物料進行脫水，再經多臺精磨砂磨機同時精磨，最后對精磨的物料再次脫水、干燥，實現了在線連續批量生產；且采用粗磨與精磨結合的方式，通過瞬間釋放的壓力，破壞石墨烯層與層之間的范德華力，使得石墨烯不容易團聚，從而得到碳納米管和石墨烯均勻分散混合的復合材料。

技術領域

本發明屬于納米材料制備技術領域，尤其涉及一種石墨烯、碳納米管復合結構材料在線連續批量化的工業制備工藝。

背景技術

英國曼徹斯特大學的安德烈·K·海姆 (Andre K.Geim) 等在 2004 年制備出石墨烯材料，由于其獨特的結構和光電性質受到了人們廣泛的重視。單層石墨由于其大的比表面積、優良的導電、導熱性能和低的熱膨脹系數而被認為是理想的材料，尤其是其高導電性質，大的比表面性質和其單分子層二維的納米尺度的結構性質，可在超級電容器和鋰離子電池中用作電極材料。碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結構連接完美，具有很多優異的力學、電學和化學性能。石墨烯 (Graphene) 是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，是一種由碳原子以 sp2 雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。通常情況下5層以內均可稱為石墨烯。石墨烯是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，導熱系數高達 5300W/m·K，高于碳納米管和金剛石，且常溫下其電子遷移率超過 15000cm2/V·s，比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約 10-6Ω·cm，比銅或銀低，其成為世上電阻率最小的材料。

現有的石墨烯、碳納米管復合材料一般通過石墨烯直接與碳納米管超聲混合制取，但由于石墨烯和碳納米管均較難在溶劑中分散，容易導致分散不均勻。目前生產石墨烯、碳納米管復合材料采取的方式仍是間歇批次式的生產模式，均無法實現連續生產，無法達到工業化規模。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的在于提供一種可獲得粒度均勻且分散均勻的石墨烯、碳納米管復合材料的在線連續批量制備工藝。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：石墨烯、碳納米管復合材料的制備工藝，其包括以下步驟：

（1）將石墨烯和碳納米管原料按比例輸送至配料罐；

（2）將配料罐的物料混合后進行粗磨；

（3）將粗磨后的物料脫水處理；

（4）對脫水后的物料進行精磨；

（5）對精磨后的物料再次脫水處理；

（6）對再次脫水處理的物料進行烘干、包裝。

作為優選，所述配料罐采用負壓的方式從該配料罐罐底抽取石墨烯和碳納米管原材料。

作為優選，所述配料罐內的混合原料先分別輸送至數個粗磨循環罐，然后將每一粗磨循環罐內的原料輸送至對應的一臺粗磨砂磨機進行粗磨，再將每一臺所述粗磨砂磨機粗磨后的物料返回至對應的粗磨循環罐，然后對每一粗磨循環罐內粗磨后的物料進行脫水處理。

作為優選，每一所述粗磨循環罐內粗磨后的物料可輸送至對應的粗磨砂磨機再次粗磨，再次粗磨后的物料返回至對應的粗磨循環罐，如此循環粗磨，然后對每一粗磨循環罐內粗磨后的物料進行脫水處理。

作為優選，所述脫水處理是先將每一所述粗磨循環罐內粗磨后的物料輸送至粗磨中間罐，再將粗磨中間罐內的物料采用粗磨離心機進行離心脫水處理，然后將該粗磨離心機濾餅箱內的物料進行精磨。

作為優選，所述粗磨離心機濾餅箱內的物料先輸送至離心中轉罐，再將離心中轉罐內的物料進行精磨。