[发明专利]一种超细人造石墨粉体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超细粉体技术领域，更具体地，涉及一种超细人造石墨粉体及其制备方法。

背景技术

超细粉体是指尺度介于分子、原子与块状材料之间，通常泛指1-100μm范围内的微小固体颗粒，包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种材料颗粒。超细粉体通常又分为微米级、亚微米级及纳米级粉体。粒径大于lμm的粉体称为微米材科，粒径小于lμm大于O.1μm的粉体称为亚微米材料，粒径处于0.001～O.1μm(即l～100μm)的粉体称为纳米材料。材料经超细化后尤其是处于亚微米及纳米状态时，其尺度介于原子、分子与块状材料之间，故有人称之

为物质的第四状态。随着物质的超细化，其表面分子排列及电子分布结构和晶体结构均发生变化，产生了块状材料所不具有的奇特的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应，从而使得超细粉体与常规块状材料相比具有一系列优异的物理、化学及表面与界面性质，在使用时可取得超常的效果。石墨具有很强的滑腻性和韧性，而超细石墨粉以其独特的性能更足广泛应用于各个领域。如何获得超细石墨粉，一直是石墨深加工的热点和难点。

目前超细石墨所用原料为天然鳞片石墨与人工石墨。鳞片石墨：呈鳞片状、薄叶片状晶质的石墨,大小一般为(1.2.0)×(0.1.0)mm,最大4～5mm,片厚0.02～0.05mm.多呈浸染状、片麻状分布于岩石中，具有明显的定向排列；微晶石墨：晶体直径一般小于1微米,是微晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形；人工石墨：以无烟煤、焦炭或石油焦为原料，粉碎后加煤焦油及沥青混捏，经挤压或压模成型后，于电炉中隔绝空气焙烧。在800～1300℃下焙烧约200～250h左右得到的是无定形碳材料。如果再于2400～2800℃高温下焙烧60～70h，使碳晶体化，得到人工石墨，由于超细粉体比表面积大、表面能较高及粒子处于极不稳定状态，因而相互吸引而具有稳定的倾向，这种倾向使粒子产生团聚而影响其应用效果。分散性较差的超细粉体在实际使用中甚至完全丧失了原有的优越性，使用效果适得其反，所以从某种意义上讲，超细粉体的分散技术是超细粉体技术中最关键的技术。

现有分散剂普遍选择高分子表面活性剂，虽然具有较好的分散性。然而，由于难以完全去除，这些分散剂的使用和残留往往会对相应产品的性能造成不良的影响，不利于实际应用。

发明内容

本发明的要解决的技术问题在于针对现有技术超细粉体中分散技术的不足，创造性地引入石墨烯量子点，围绕石墨烯量子点优化湿磨工艺参数，提供一种超细人造石墨粉体的制备方法。

本发明还提供一种采用上述方法制备得到的超细人造石墨粉体。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种超细人造石墨粉体的制备方法，采用人造石墨粉体为原料，首先配置浆料浓度10％～20％的浆料，然后加入石墨烯量子点，所述石墨烯量子点的加入量是人造石墨粉体浓度的10％～15％，然后按照球料比30～40:1、球磨时间30～40h，进行湿式球磨，球磨后过滤得到浆料，最终烘干制粉得到超细人造石墨粉体，其中，所述石墨烯量子点可以再次回收利用。

相比现有的分散剂，本发明创造性地引入了石墨烯量子点，能够有效阻止石墨微粒的凝聚，并且更容易去除，对环境污染，还可以循环利用。

优选地，所述人造石墨粉体目数为50～100目。

优选地，所述石墨烯量子点为碳源经强酸氧化法、二次氧化法、水热法或溶剂热法制备得到。

优选地，所述石墨烯量子点通过压滤回收，实现重复利用。

优选地，所述墨烯量子点的加入量是人造石墨粉体浓度的15％。

优选地，所述浆料浓度为20％。

优选地，所述球料比为40:1，球磨时间为40h。

优选地，所述湿式球磨中的球磨介质为φ3mm氧化锆球，氧化锆球的密度比刚玉球大，冲击作用力更强：而直径小的小球对原料的冲击作用次数比大球多，接触面积大，导致粉体更易在短时间内粉碎。

本发明还提供一种采用上述方法制备得到的超细人造石墨粉体，所述超细人造石墨粉体中位粒径D₅₀最低可达到9μm，小于10μm微粒子含量达到99.28％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：