[發(fā)明專利]生產(chǎn)石墨烯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010135205.6
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN111498837B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設計）人: D·弗雷;A·卡邁利
• 申請（專利權）人: 劍橋企業(yè)有限公司
• 主分類號: C01B32/19
• 分類號: C01B32/19
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;陳小蓮

1.一種生產(chǎn)石墨烯薄片的方法，該方法包括以下步驟：

(a)在含有氫離子的熔鹽中，通過石墨電極的電化學腐蝕形成碳質(zhì)粉末，

(b)從熔鹽液體中回收得到的碳質(zhì)粉末，以及

(c)通過在非氧化氣氛中加熱碳質(zhì)粉末來熱處理碳質(zhì)粉末，以生產(chǎn)包含石墨烯薄片的熱處理粉末。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述熔鹽包含鋰、鈉或鉀的鹵化鹽。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，在石墨電極的電化學腐蝕過程中，所述熔鹽的溫度高于800℃。

4.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，在石墨電極的電化學腐蝕過程中，所述熔鹽與干氣體接觸，所述干氣體包含惰性氣體和氫氣。

5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述惰性氣體為氬氣或氮氣。

6.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，熔鹽和碳質(zhì)粉末通過包括以下步驟的方法回收：冷卻和固化熔鹽，并從碳質(zhì)粉末上清洗下固化鹽。

7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，該方法還包括將清洗過的碳質(zhì)材料進行真空過濾的步驟。

8.根據(jù)權利要求1、2和7中任意一項所述的方法，其中，所述碳質(zhì)粉末包括熱處理步驟之前的金屬氫化物化合物，所述金屬氫化物中的金屬種類來自于熔鹽。

9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述金屬氫化物化合物包括氫化鋰。

10.根據(jù)權利要求1、2、7和9中任意一項所述的方法，其中，在還原氣氛中，通過加熱至高于1000℃的溫度，對所述碳質(zhì)粉末進行熱處理。

11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，通過加熱至1250℃+/-50℃的溫度，對所述碳質(zhì)粉末進行熱處理。

12.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，所述還原氣氛為還原性氣體氣氛。

13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中，所述還原氣氛為包含氮氣和氫氣的混合物的氣氛。

14.根據(jù)權利要求1、2、7、9、11、12和13中任意一項所述的方法，其中，在低壓環(huán)境下，通過加熱對所述碳質(zhì)粉末進行熱處理。

15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中，所述低壓環(huán)境為真空或部分真空。

16.根據(jù)權利要求1、2、7、9、11、12、13和15中任意一項所述的方法，其中，所述石墨烯薄片為具有大于200nm的橫向尺寸的石墨烯納米薄片。

17.根據(jù)權利要求1、2、7、9、11、12、13和15中任意一項所述的方法，其中，在電極電化學腐蝕過程中，石墨電極處的電流為大于0.5A/cm²。

18.根據(jù)權利要17所述的方法，其中，石墨電極處的電流為為2A/cm²+/-0.5A/cm²。

19.根據(jù)權利要求1、2、7、9、11、12、13、15和18中任意一項所述的方法，其中，基于每平方米浸入離子液體中的石墨電極，石墨烯薄片的生產(chǎn)速率大于1kg/h。

20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中，石墨烯薄片的生產(chǎn)速率大于1.5kg/h。