[发明专利]一种三维石墨烯结构体/高质量石墨烯的制备方法

权利要求书

1.一种三维石墨烯结构体/高质量石墨烯的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）将原料石墨在插层剂中进行插层处理，使插层剂进入石墨层间，制得石墨层间化合物；步骤（1）中所述的插层剂由酸和氧化剂组成，所述酸为硫酸、磷酸或硝酸中任一种，所述氧化剂为硫酸、磷酸、硝酸、高锰酸钾、重铬酸钾、三氧化铬或双氧水的一种或它们之间的组合；步骤（1）中所述的氧化剂的加入量为原料石墨质量的0.1-20倍；酸的加入量为原料石墨质量的10-100倍；

（2）将步骤（1）得到的石墨层间化合物投入到膨胀剂中，搅拌十五分钟后静置1-48h，使膨胀剂充分进入石墨层间，并在层间分解放出气体，增大石墨烯的层间距，使得石墨烯片层彼此分离，形成具有超高比表面积的三维石墨烯结构体；步骤（2）中所述的膨胀剂由酸和氧化剂组成，所述酸为硫酸或磷酸中任一种，所述氧化剂为三氧化硫、双氧水、过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中的一种或它们之间的组合；步骤（2）中所述氧化剂加入量为原料石墨的0.1-20倍，酸用量为原料石墨的10-200倍；

（3）将步骤（2）得到的三维石墨烯结构体在处理剂中通过超声、砂磨、球磨、高速流体粉碎或剪切中的任何一种方式或它们的联合方式处理后，得到石墨烯分散液。

2.根据权利要求1所述的一种三维石墨烯结构体/高质量石墨烯的制备方法，其特征在于，所述的原料石墨为天然鳞片石墨或人造石墨。

3.根据权利要求1所述的一种三维石墨烯结构体/高质量石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤（３）中所述超声时控制超声功率为50-5000 W，超声时间为15 min-5 h；所述砂磨时控制砂磨机转速为150-1600 rpm，砂磨时间为0.5-12h；所述球磨时控制球磨机转速为150-1600rpm，球磨时间为0.5-12h；所述高速流体粉碎时控制压力为10-150 MPa，流速：300-40000 L/h；所述剪切时控制剪切速率为1000-30000 rpm，剪切时间为0.5-10h。

4.根据权利要求1所述的一种三维石墨烯结构体/高质量石墨烯的制备方法，其特征在于，所述处理剂采用N,N-二甲基甲酰胺、 N-甲基吡咯烷酮、邻二氯苯、二甲基亚砜、甲苯、叔丁醇、异丙醇或乙醇与水的混合溶剂中的一种或几种，或者是含有活性助剂的水溶液，活性助剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、直链烷基苯磺酸钠、α-烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基二甲基甜菜碱、十六烷基二甲基氯化铵、氢氧化钠、非离子有机氟表面活性剂或聚醚改性聚有机硅氧烷中任一种。