[發明專利]一種通過零距離剪切制備少層均勻石墨烯的方法及其裝置

在審

• 申請號: 201811225487.8
• 申請日: 2018-10-20
• 公開（公告）號: CN109205601A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 張國庭;鄒定鑫
• 申請（專利權）人: 安徽省彤歌碳納米材料有限公司
• 主分類號: C01B32/19
• 分類號: C01B32/19
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種制備少層均勻石墨烯的方法，其特征在于，通過對石墨粉進行零距離剪切獲得少層均勻石墨烯；所述方法包括如下步驟：

步驟一、提供石墨粉；

步驟二、提供相對反向轉動的第一工作軸和第二工作軸；

步驟三、使所述石墨粉從所述第一工作軸和第二工作軸之間的擠壓面通過以利用兩個工作軸間形成的剪切力對所述石墨粉進行剝離；逐級增大兩個工作軸間的相對徑向壓力，進而增大剪切力，對石墨烯進行精細剝離；將剝離后的石墨烯反復通過兩個工作軸的擠壓面進行剝離，最終獲得所述少層均勻石墨烯。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在逐級增大兩個工作軸間的相對徑向壓力的同時逐級增大兩個工作軸間的相對轉動速度。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的相對轉動速度的調節范圍為50～10000rpm。

4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述石墨粉包括鱗片石墨、致密結晶狀石墨、隱晶質石墨、膨脹石墨、高定向熱解石墨中的一種或者多種。

5.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述的相對徑向壓力的調節范圍為0～500N。

6.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述剝離的總時間為0.1～100h。

7.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述的步驟三包括如下步驟：

將相對徑向壓力設定為1-00N，相對轉動速度設定為50-1000rpm，剝離0.1～10h；

將相對徑向壓力調整為5-300N，繼續剝離0.1～10h；

將相對轉動速度調整為100-3000rpm，繼續剪切0.1～10h；

將相對徑向壓力調整為20-500N，繼續剝離0.1～10h；

將相對轉動速度調整為200-5000rpm，繼續剪切0.1～10h，最終獲得所述少層均勻石墨烯。

8.一種制備少層均勻石墨烯的裝置，其特征在于，

所述裝置包括并排設置的第一工作軸和第二工作軸，

兩個工作軸相互接觸并保持一定的相對徑向壓力，

兩個工作軸之間的相對徑向壓力從兩個工作軸的一端到另一端均相同，

并且所述相對徑向壓力是可調的。

9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

在第一工作軸下部設置的第一刮片，和在第二工作軸上部設置第二刮片；

其中，第一刮片與第一工作軸保持一定的壓力，第二刮片與第二工作軸保持一定的壓力。

10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，第一刮片與第一工作軸之間的壓力、以及第二刮片與第二工作軸之間的壓力是可調的。