[发明专利]电化学制备石墨烯粉体的方法

摘要

本发明公开了一种电化学制备石墨烯粉体的方法，要解决的技术问题是生产过程中减少对环境造成的污染，降低制造成本。本发明的方法包括以下步骤：电解槽正极与负极之间上施加0.1-2.5V、10-25V的直流电压，过滤、洗涤并干燥，分散在有机溶剂中，收集含有石墨烯的清液，干燥得到石墨烯。本发明与现有技术相比，利用电化学合成，从原料石墨出发，通过插层、脱插过程快速合成，氧化还原过程避免有害化学试剂的加入，减少了对环境造成的污染，成本低，制备过程简单快速，便于工业化生产，制备的石墨烯粉体为单层到20层的石墨烯，广泛应用于锂离子电池，超级电容器，太阳能电池，电催化以及生物分析，生物传感器技术领域。

主权项

一种电化学制备石墨烯粉体的方法，包括以下步骤：一、电解槽正极采用导电石墨，负极用惰性圆柱电极，正极和负极间距在1‑10cm，电解液为水系电解液或非水系的电解液，在正极与负极之间上施加一个0.1‑2.5V的电压1‑10min；所述导电石墨为天然鳞片石墨，天然改性石墨，人造石墨，膨胀石墨，高取向热解石墨中的一种以上，其颗粒大小在5‑20μm，片状片大小分布在1‑5cm2，含碳量为99.5％以上；所述水系电解液为稀HCl，HSO4，HNO3或可溶性锂盐中的一种以上，浓度在20‑50mg/mL，pH值0.50‑10.00；所述非水系的电解液为含有碳酸丙烯酯的电解液，其质量含量大于30％，或咪唑、吡啶、吡咯类离子液体；二、将正极与负极之间施加10‑25V的直流电压，时间为1‑30s；三、过滤用去离子水洗涤并干燥至含水量为500ppm以下，然后按每100mg与50‑500mL有机溶剂，分散在有机溶剂中，超声振荡得到悬浊液，频率5‑30KHz，功率密度100‑1000w，时间3‑10min，然后将悬浊液在1000‑3000rpm下离心处理1‑10min，收集上层含有石墨烯的清液，干燥得到石墨烯；所述有机溶剂是N，N’‑二甲基甲酰胺，二甲基亚砜，四氢呋喃，异丙醇，N‑甲基吡咯烷酮，丁酮，乙腈，二氯甲烷，氯仿、二苯醚和二氯丙烷中的一种以上。