[發(fā)明專利]一種石墨烯制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810534735.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN108439387A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李訓(xùn)祺;許俊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李訓(xùn)祺
• 主分類號(hào): C01B32/19
• 分類號(hào): C01B32/19
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于石墨烯制備制造技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種石墨烯制備方法；該制備方法包括如下步驟：獲取碳材，對(duì)碳材進(jìn)行碾壓，以形成結(jié)構(gòu)分散、較為粉碎的石墨顆粒；將石墨顆粒進(jìn)行高溫氧化，溫度為600℃及以上，以形成氧化石墨顆粒；將氧化石墨顆粒投入到石墨烯制備系統(tǒng)中，開啟石墨烯制備系統(tǒng)，使石墨烯制備系統(tǒng)對(duì)氧化石墨顆粒進(jìn)行微波輻照和震顫，以形成所需的石墨烯；待產(chǎn)生石墨烯后，對(duì)石墨烯進(jìn)行收集；本發(fā)明通過優(yōu)化了石墨烯制備方法，可使氧化石墨顆?？焖俦晃⒉ㄝ椪詹⑦€原為石墨烯，制備速度快，同時(shí)，本發(fā)明可快速并收集石墨烯，避免了被剝離的石墨烯繼續(xù)升溫而變形、翹曲，提高了石墨烯制備的效率和石墨烯制備的質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石墨烯制備制造技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種石墨烯制備方法。

背景技術(shù)

單層石墨由于其大的比表面積，優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能和低的熱膨脹系數(shù)而被認(rèn)為是理想的材料。尤其是其高導(dǎo)電性質(zhì)，大的比表面性質(zhì)和其單分子層二維的納米尺度的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，可在超級(jí)電容器和鋰離子電池中用作電極材料。

石墨烯的制備工藝有：機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法、外延晶體生長(zhǎng)法、氧化還原法等。機(jī)械剝離法，是利用機(jī)械剝離石墨獲得純石墨烯片體，但因產(chǎn)量過低而無法進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。化學(xué)氣相沉積法或外延晶體成長(zhǎng)法，是利用通入熱裂解的碳?xì)浠衔餁庠床⒊练e在鎳片或銅片上以制備石墨烯，其特色為可制備出大面積單層或多層石墨烯，但其缺點(diǎn)為均勻性與厚度難以控制；另外，于絕緣體基材上生長(zhǎng)石墨烯，例如于碳化硅表面可生長(zhǎng)極薄的石墨烯，其缺點(diǎn)為價(jià)格昂貴且難以制備大面積。傳統(tǒng)的氧化還原法，則是利用石墨粉或石墨纖維以硫酸與硝酸等強(qiáng)氧化劑或其他氧化處理的化學(xué)剝離產(chǎn)生官能化石墨氧化物，再利用高溫爐以1100℃至1250℃的高溫，使氧化石墨復(fù)合物迅速膨脹剝離，但如若被剝離的石墨烯未能被快速收集，容易產(chǎn)生變形和翹曲，使得石墨烯質(zhì)量良莠不齊；同時(shí)，被剝離的石墨烯在高溫的空氣中，容易被燃燒甚至易引起火患，為生產(chǎn)石墨烯的工業(yè)化應(yīng)用帶來了潛在的安全威脅。

鑒于此，本發(fā)明所述的一種石墨烯制備方法，本發(fā)明通過石墨烯制備系統(tǒng)改良了石墨烯制備方法，使在制備石墨烯時(shí)，氧化石墨顆?？梢员豢焖賱冸x成石墨烯，同時(shí)，被剝離出來的石墨烯可被快速及時(shí)收集，避免了被剝離的石墨烯繼續(xù)升溫而變形和翹曲，提高了石墨烯制備的效率和石墨烯制備的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種石墨烯制備方法，本發(fā)明主要用于石墨烯的制備。本發(fā)明通過石墨烯制備系統(tǒng)優(yōu)化了石墨烯制備方法，可使氧化石墨顆粒快速被微波輻照，使氧化石墨顆粒蓬松并還原為粉末狀的石墨烯，制備速度快，幾分鐘即可完成，產(chǎn)生的石墨烯可被快速及時(shí)的收集，避免了被剝離的石墨烯繼續(xù)升溫而變形和翹曲，提高了石墨烯制備的效率和石墨烯制備的質(zhì)量。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明所述的一種石墨烯制備方法，該制備方法包括如下步驟：

步驟一：獲取碳材，對(duì)碳材進(jìn)行碾壓，以形成結(jié)構(gòu)分散、較為粉碎的石墨顆粒；

步驟二：將步驟一獲得的石墨顆粒進(jìn)行高溫氧化，溫度為600℃及以上，以形成氧化石墨顆粒；

步驟三：將步驟二中獲得的氧化石墨顆粒從進(jìn)料漏斗處投入到石墨烯制備系統(tǒng)中，開啟石墨烯制備系統(tǒng)，使抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)產(chǎn)生負(fù)壓和風(fēng)力，風(fēng)力驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使葉輪通過渦輪蝸桿傳動(dòng)組件帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使凸輪敲擊放置架使放置架上的氧化石墨顆粒產(chǎn)生震顫，同時(shí)，使微波發(fā)生器對(duì)震顫氧化石墨顆粒微波幅照，使氧化石墨顆粒變?yōu)楹谏硭傻氖┓勰?，形成所需的石墨烯?/p>

步驟四：待步驟三制備并產(chǎn)生石墨烯后，抽風(fēng)機(jī)持續(xù)產(chǎn)生的負(fù)壓，將使粉末狀的石墨烯透過漏孔從出料口出來，對(duì)石墨烯進(jìn)行收集；