[發明專利]高效研磨體剝離制備石墨烯的方法

在審

• 申請號: 202110783446.6
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113479866A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 丁民修
• 申請（專利權）人: 丁民修
• 主分類號: C01B32/19
• 分類號: C01B32/19
• 代理公司: 廣州市諾豐知識產權代理事務所(普通合伙) 44714
• 代理人: 許飛

本發明屬于新材料制備領域，公開了一種高效研磨體剝離制備石墨烯的方法，包括將高效研磨體、水和石墨投入球磨機混合，20～35 rpm，研磨剝離充分，得到石墨烯粉。本發明的一些實例，通過使用高效研磨體以特定范圍的頻率進行研磨，可以高效地將石墨剝離為石墨烯；通過控制研磨時間，可以得到不同層數的石墨烯材料；通過調整研磨的頻率可以進一步獲得不同層數的石墨烯。

技術領域

本發明涉及新材料的制備工藝，特別涉及一種剝離制備石墨烯的方法。

背景技術

石墨烯一種極具潛力的碳材料，是少于10層石墨材料的統稱，因其具有優良的電學、熱學和機械性能，日益受到人們的關注。

隨著石墨烯研究的進展，人們已經開發出了多種石墨烯的制備工藝。目前主要的方法有剝離法、化學氣相沉積法、還原氧化石墨法、外延生長法、溶液合成法、刨開納米管法等。不同的方法具有不同的優勢。眾多的方法中，剝離法成本低廉，環境友好，對于制備某些用途的石墨烯是非常適用的方法。現有的剝離法主要有高定向熱解石墨法、熱膨脹法、電化學法、溶劑剝離法等。未有通過研磨剝離制備石墨烯的報導。

丁氏高效研磨體是發明人在先開發的一種研磨體(專利號ZL00111318.6)，該研磨體為上下對稱的四棱臺，各平面間通過弧面過渡連接，其長度方向兩端的棱夾角為55°，寬度方向兩端的棱夾角為65°，其長、寬、高符合如下的對應關系：寬等于長乘以0.828，高等于寬乘以0.388。丁氏高效研磨體具有較高的研磨效率。CN108043528B使用特定的丁氏高效研磨體級配，制備得到了顆粒分布更窄的亞微米級顆粒。

發明內容

本發明的目的在于提供一種使用高效研磨體剝離制備石墨烯的方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種高效研磨體剝離制備石墨烯的方法，包括如下步驟：

將高效研磨體、水和石墨投入球磨機混合，所述高效研磨體為上下對稱的四棱臺，各平面間通過弧面過渡連接，其長度方向兩端的棱夾角為55°，寬度方向兩端的棱夾角為65°，其長、寬、高符合如下的對應關系：寬等于長乘以0.828，高等于寬乘以0.388；

啟動球磨機，設置轉速不高于35 rpm，研磨剝離充分，得到石墨烯粉。

在一些實例中，轉速為20～35 rpm。

在一些實例中，所述石墨的厚度為5～20μm。

在一些實例中，所述高效研磨體的級配為：長度為10mm的研磨體 45%，長度為15mm的研磨體 25%，長度為20mm的研磨體 15%，長度為25mm的研磨體 10%，長度為30mm的研磨體5%。

在一些實例中，所述高效研磨體和石墨的質量混合比為50：(5～10)。

在一些實例中，所述石墨和水的質量混合比為(5～10)：(8～12)。

在一些實例中，所述石墨和水的質量混合比為5：8。

在一些實例中，所述研磨體的材質為鋼質、高鋁質或氧化鋯質。

在一些實例中，研磨剝離過程中，還添加有適量的石墨烯分散劑。

在一些實例中，述石墨烯分散劑選自澳達粉體分散劑AD8085、科萊恩PCE。

在一些實例中，所述研磨的時間不少于10 h。

本發明的有益效果是：

本發明的一些實例，通過使用丁氏高效研磨體以特定范圍的頻率進行研磨，可以高效地將石墨剝離為石墨烯。

本發明的一些實例，通過控制研磨時間，可以得到不同層數的石墨烯材料。

本發明的一些實例，通過調整研磨的頻率(球磨機的轉速)，可以進一步獲得不同層數的石墨烯。