[发明专利]高效研磨体剥离制备石墨烯的方法

说明书

本发明属于新材料制备领域，公开了一种高效研磨体剥离制备石墨烯的方法，包括将高效研磨体、水和石墨投入球磨机混合，20～35 rpm，研磨剥离充分，得到石墨烯粉。本发明的一些实例，通过使用高效研磨体以特定范围的频率进行研磨，可以高效地将石墨剥离为石墨烯；通过控制研磨时间，可以得到不同层数的石墨烯材料；通过调整研磨的频率可以进一步获得不同层数的石墨烯。

技术领域

本发明涉及新材料的制备工艺，特别涉及一种剥离制备石墨烯的方法。

背景技术

石墨烯一种极具潜力的碳材料，是少于10层石墨材料的统称，因其具有优良的电学、热学和机械性能，日益受到人们的关注。

随着石墨烯研究的进展，人们已经开发出了多种石墨烯的制备工艺。目前主要的方法有剥离法、化学气相沉积法、还原氧化石墨法、外延生长法、溶液合成法、刨开纳米管法等。不同的方法具有不同的优势。众多的方法中，剥离法成本低廉，环境友好，对于制备某些用途的石墨烯是非常适用的方法。现有的剥离法主要有高定向热解石墨法、热膨胀法、电化学法、溶剂剥离法等。未有通过研磨剥离制备石墨烯的报导。

丁氏高效研磨体是发明人在先开发的一种研磨体(专利号ZL00111318.6)，该研磨体为上下对称的四棱台，各平面间通过弧面过渡连接，其长度方向两端的棱夹角为55°，宽度方向两端的棱夹角为65°，其长、宽、高符合如下的对应关系：宽等于长乘以0.828，高等于宽乘以0.388。丁氏高效研磨体具有较高的研磨效率。CN108043528B使用特定的丁氏高效研磨体级配，制备得到了颗粒分布更窄的亚微米级颗粒。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用高效研磨体剥离制备石墨烯的方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种高效研磨体剥离制备石墨烯的方法，包括如下步骤：

将高效研磨体、水和石墨投入球磨机混合，所述高效研磨体为上下对称的四棱台，各平面间通过弧面过渡连接，其长度方向两端的棱夹角为55°，宽度方向两端的棱夹角为65°，其长、宽、高符合如下的对应关系：宽等于长乘以0.828，高等于宽乘以0.388；

启动球磨机，设置转速不高于35 rpm，研磨剥离充分，得到石墨烯粉。

在一些实例中，转速为20～35 rpm。

在一些实例中，所述石墨的厚度为5～20μm。

在一些实例中，所述高效研磨体的级配为：长度为10mm的研磨体 45%，长度为15mm的研磨体 25%，长度为20mm的研磨体 15%，长度为25mm的研磨体 10%，长度为30mm的研磨体5%。

在一些实例中，所述高效研磨体和石墨的质量混合比为50：(5～10)。

在一些实例中，所述石墨和水的质量混合比为(5～10)：(8～12)。

在一些实例中，所述石墨和水的质量混合比为5：8。

在一些实例中，所述研磨体的材质为钢质、高铝质或氧化锆质。

在一些实例中，研磨剥离过程中，还添加有适量的石墨烯分散剂。

在一些实例中，述石墨烯分散剂选自澳达粉体分散剂AD8085、科莱恩PCE。

在一些实例中，所述研磨的时间不少于10 h。

本发明的有益效果是：

本发明的一些实例，通过使用丁氏高效研磨体以特定范围的频率进行研磨，可以高效地将石墨剥离为石墨烯。

本发明的一些实例，通过控制研磨时间，可以得到不同层数的石墨烯材料。

本发明的一些实例，通过调整研磨的频率(球磨机的转速)，可以进一步获得不同层数的石墨烯。