[发明专利]离心电化学法制备石墨烯的装置及方法

权利要求书

1.一种离心电化学法制备石墨烯的装置，其特征在于，包括：

容器，具有桶形结构，所述容器的容器壁为导电材料；

转轴，与所述容器固定连接，包括在所述容器的外部的第一转轴段和在所述容器的腔体内的第二转轴段，通过所述转轴的转动能够带动所述容器旋转，所述转轴为导电材料；

电源装置，包括：正极电刷和负极电刷，所述正极电刷与所述容器壁的外壁电性接触；所述负极电刷与所述第一转轴段电性接触。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述容器的腔体中设置有数层的筛网；优选地，所述筛网的目数介于50目至400目。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述筛网设置为以所述转轴为轴心，内外嵌套的内筛网和外筛网；优选地，所述内筛网的目数介于50目至100目，所述外筛网的目数介于200至400目；和/或，

所述转轴上固定设置有一连接架，所述连接架的表面绝缘，将所述容器和/或所述筛网固定连接。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述容器的底部还设置有一排料管，和/或，

所述容器的内直径介于200至2000mm；和/或，

所述负极电刷包括：一套设于所述第一转轴段的连接盘，所述连接盘上设置有多个接触点，通过所述接触点与所述第一转轴段电性接触。

5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一转轴段的表面，除与所述负极电刷接触的位置外，其余的位置做表面绝缘处理；和/或，

所述导电材料为金属材料；和/或，

所述正极电刷和/或负极电刷的材质为石墨。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述容器为不锈钢材质，所述容器的腔体内壁设置有镀钛或钛合金的防腐层。

7.一种电化学法制备石墨烯的方法，其特征在于，采用实施例1至6中任一项所述的装置，步骤包括：

将含有石墨粉体和电解质的浆料，置于所述容器的腔体中；

通过所述转轴转动带动所述容器旋转，对所述浆料产生离心作用。

将所述正极电刷和所述负极电刷与接通电源，使所述第二转轴段与所述容器壁之间形成一电场，所述石墨粉体在所述电场的作用下电化学剥离，得到石墨烯浆料。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转轴的转速介于1000rpm至4000rpm之间；和/或，

所述电场的电压介于10V至30V之间；和/或，

所述石墨粉体的片径介于30目至50目之间；和/或，

所述浆料中石墨的质量分数介于5wt.％至40wt.％之间，或所述浆料的粘度介于2000mPaS至50000mPaS之间；和/或，

所述电解质选自硫酸、硝酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、硫酸钠、硝酸钠、双氧水、焦磷酸钠、硫酸四丁基氢铵中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤还包括，将所述浆料注入容器腔体中进料的同时，从所述容器的底部出料，得到石墨烯浆料；优选地，所述进料和/或出料的速度介于5L/h至30L/h之间。

10.如权权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，还包括纯化步骤，将所述石墨烯浆料离心清洗或透析，除去其中的杂质，得到纯化的石墨烯浆料；或，

将纯化后的所述石墨烯浆料干燥得到石墨烯薄膜或石墨烯粉体。