[发明专利]一种高效剥离二维材料的方法及装置

权利要求书

1.一种高效剥离二维材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将二维层状材料投入分散液中，使得二维层状材料的表面被分散液充分润湿，且混合均匀得物料分散液，然后将物料分散液输入至循环储槽；

（2）物料分散液从循环储槽下端的出口输出，通过管路进入用于剥离二维层状材料的N次旋转流混合器，所述N次旋转流混合器由M个的圆弧形流道构成，M为>2的整数，流体在旋转流动过程中，M个圆弧形流道内的超重力场强度逐级增大；所述M个圆弧形流道的半径依次递减；所述圆弧形流道的旋转流道的流通截面为圆形；然后从N次旋转流混合器出口流出，通过管路从循环储槽上端回流至循环储槽内完成一次循环，如此循环多次后得到层数10层以下的少层二维纳米材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二维层状材料为第四至第六主族半导体化合物、过渡金属卤化物、金属氧化物、六方氮化硼、石墨相氮化碳、过渡金属碳化物、碳氮化物、第四主族石墨烯类似物、第四主族元素的蜂窝状二元化合物、第三至第六主族化合物、第五主族元素、硅酸盐、硅铝酸盐的电荷平衡膜板、层状水滑石中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分散液在80℃下的饱和蒸气压低于100 mmHg，且在剥离过程中分散液的粘度控制在1.0 至10.0 mPa·s之间。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述物料分散液的浓度为1.0至5.0 g/L；控制完成一次循环的时间在15至60秒。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述N次旋转流混合器为二次旋转流混合器、三次旋转流混合器或四次旋转流混合器。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，N次旋转流混合器中最小的旋转半径R与流通截面的直径D之比≥5。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述二次旋转流混合器：流体在旋转流动过程中，每旋转180度旋转方向颠倒一次，旋转方向每颠倒一次超重力场强度增大一次；所述三次旋转流混合器：流体在旋转流动过程中，每旋转120度旋转方向颠倒一次，旋转方向每颠倒一次超重力场强度增大一次或旋转方向每颠倒两次超重力场强度增大一次；所述四次旋转流混合器，流体在旋转流动过程中，每旋转90度旋转方向颠倒一次，旋转方向每颠倒一次超重力场强度增大一次或旋转方向每颠倒两次超重力场强度增大一次。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，物料分散液在管路中的流速控制为2.0至3.0 m/s，进入N次旋转流混合器后流速控制20至40 m/s 。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在循环储槽内物料分散液沿轴向下降的速度控制为5至10 cm/s。