[发明专利]一种用于石墨烯剥离的组合液

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯生产技术领域，具体涉及一种用于将石墨剥离为石墨烯的组合液。

背景技术

石墨烯是一种具有良好柔性、电性能的二维材料。需要补充的是，严格意义上说，石墨烯是一种单层的片状；不过由于单层石墨烯的制备难度，一般也把具有相近性能的寡层石墨烯也归类于石墨烯的范畴内。

目前，石墨烯制备的方法主要有：化学生长法和物理剥离法。相比于效率低、不适合于工业化批量生产的化学生长法，物理剥离法主要是采用低廉的石墨为原料，通过对石墨晶体施加机械力使石墨层间发生剥离，打破石墨层间的范德华力，形成单片石墨烯或寡层石墨烯，这种物理剥离方法更具有工业化前景和适合规模化生产。

在石墨烯剥离过程中，需要加入一些助剂，以增加石墨的层间间距或是所谓的插层，从而使石墨更好地剥离。如采用硝酸、高锰酸钾、三氧化铬或过氧化氢作为氧化剂，浓硫酸作为插层剂，在石墨层间或边缘引入羟基、环氧基团和羧基等含氧基团，增大了石墨层间距，利于后续石墨层间剥离。但是这种化学物质插层工艺耗酸量大，生产过程中有SOx、NOx等有害气体或重金属离子的污染，产品中有硫残留，最终得到的石墨烯易产生缺陷，并且在应用中对设备有腐蚀，降低了设备的使用寿命，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种用于石墨烯剥离的组合液，该组合液配合机械研磨，可以有效地剥离石墨，且对石墨烯的结构破坏小。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案是：一种用于石墨烯剥离的组合液，该组合液的组成包括：

醇类溶剂100份

羟基丙烯酸树脂3～20份

磨砂粒1～5份

其中，各组份以其重量份数计。

优选的技术方案是，所述醇类溶剂为乙醇、正丙醇、正丁醇、丙二醇和松油醇中的一种或多种。

优选的技术方案是，所述磨砂粒的粒径在5微米以下。

进一步优选的技术方案是，所述磨砂粒为氧化铝粉末、二氧化硅粉中的一种。

优选的技术方案是，所述羟基丙烯酸树脂的数均分子量为10000～20000。

现有技术相比，本发明用于石墨烯剥离的组合液在通过醇类溶剂与羟基丙烯酸树脂共用，它们渗透到石墨片层中，并形成氢键；在机械研磨的过程中，产生的热量或者通过外加热的方式使氢键破坏，从而对石墨层产生冲击力；相比于没有羟基丙烯酸树脂的组合液，组合液中的氢键作用弱，且对石墨片层不能产生定向的大冲击力，即长链的羟基丙烯酸树脂对氢键位置起到定位作用；此外，体系中加入的磨砂粒配合机械研磨对石墨片层可以产生更强的剪切作用；该组合液配合机械研磨，可以有效地促进石墨烯的剥离。该组合液在剥离石墨烯的同时，不腐蚀设备，不损伤石墨烯结构。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本发明是一种用于石墨烯剥离的组合液，该组合液的组成包括：丙二醇100重量份数、羟基丙烯酸树脂3重量份数、氧化铝粉末2重量份数。氧化铝粉末的粒径在5微米以下。羟基丙烯酸树脂的数均分子量为10000～20000。

实施例2

本发明是一种用于石墨烯剥离的组合液，该组合液的组成包括：乙醇50重量份数、正丁醇50重量份数、羟基丙烯酸树脂10重量份数、氧化铝粉末4重量份数。氧化铝粉末的粒径在5微米以下。羟基丙烯酸树脂的数均分子量为10000～20000。

实施例3

本发明是一种用于石墨烯剥离的组合液，该组合液的组成包括：松油醇100重量份数、羟基丙烯酸树脂20重量份数、二氧化硅1重量份数。二氧化硅的粒径在5微米以下。羟基丙烯酸树脂的数均分子量为10000～20000。

实施例4

本发明是一种用于石墨烯剥离的组合液，该组合液的组成包括：正丙醇30重量份数、松油醇30重量份数、羟基丙烯酸树脂15重量份数、二氧化硅5重量份数。二氧化硅的粒径在5微米以下。羟基丙烯酸树脂的数均分子量为10000～20000。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。