[发明专利]一种大片石墨烯剥离组合液

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯生产技术领域，具体涉及一种用于将石墨剥离为石墨烯的组合液。

背景技术

石墨烯是一种具有良好柔性、电性能的二维材料。需要补充的是，严格意义上说，石墨烯是一种单层的片状；不过由于单层石墨烯的制备难度，一般也把具有相近性能的寡层石墨烯也归类于石墨烯的范畴内。

目前，石墨烯制备的方法主要有：化学生长法和物理剥离法。相比于效率低、不适合于工业化批量生产的化学生长法，物理剥离法主要是采用低廉的石墨为原料，通过对石墨晶体施加机械力使石墨层间发生剥离，打破石墨层间的范德华力，形成单片石墨烯或寡层石墨烯，这种物理剥离方法更具有工业化前景和适合规模化生产。

在石墨烯剥离过程中，需要加入一些助剂，以增加石墨的层间间距或是所谓的插层，从而使石墨更好地剥离。如采用硝酸、高锰酸钾、三氧化铬或过氧化氢作为氧化剂，浓硫酸作为插层剂，在石墨层间或边缘引入羟基、环氧基团和羧基等含氧基团，增大了石墨层间距，利于后续石墨层间剥离。但是这种化学物质插层工艺耗酸量大，生产过程中有SOx、NOx等有害气体或重金属离子的污染，产品中有硫残留，最终得到的石墨烯易产生缺陷，并且在应用中对设备有腐蚀，降低了设备的使用寿命，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种大片石墨烯剥离组合液，该组合液配合机械研磨，可以有效地剥离石墨，且对石墨烯的结构破坏小。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案是：一种大片石墨烯剥离组合液，该组合液的组成包括：

水100份、

醇类溶剂30～100份、

聚丙烯酸酯或聚丙烯酸酯衍生物50～80份、

片状金属粉1～30份、

水溶性盐0.5～5份；

其中，各组份以其重量份数计。

优选的技术方案是，所述醇类溶剂为乙醇、正丙醇、正丁醇、丙二醇和松油醇中的一种或多种。

优选的技术方案是，所述聚丙烯酸酯或聚丙烯酸酯衍生物的数均分子量大于100000。

优选的技术方案是，所述水溶性盐为氟化锂、氟化钠、氯化钠、氯化锂中的一种。

优选的技术方案是，所述片状金属粉为锌粉、镍粉、银粉中的一种或多种。

进一步优选的技术方案是，所述片状金属粉的尺寸为3～10微米。

现有技术相比，本发明石墨烯剥离组合液通过在组合液中添加具有胶水粘性的聚丙烯酸酯或聚丙烯酸酯衍生物，使用该组合液配合研磨或搅拌，可降低对研磨或搅拌速度的要求，无需对石墨片层超高速剪切即可实现对石墨烯的剥离；配合片状金属粉，可以对石墨产生沿片层方向上的剥离力；另外，体系中添加的水溶性盐可以提高体系的导电性，避免剥离的石墨烯因为静电重新叠合在一起，保持剥离后的分散状态。该组合液在剥离石墨烯的同时，不腐蚀设备，不损伤石墨烯结构。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本发明是一种大片石墨烯剥离组合液，该组合液的组成包括：水100份、乙醇60重量份数、聚丙烯酸酯50重量份数、片状锌粉1重量份数、氟化锂0.5重量份数。其中，聚丙烯酸酯的数均分子量大于100000；片状锌粉的尺寸为3～10微米。

实施例2

本发明是一种大片石墨烯剥离组合液，该组合液的组成包括：水100份、乙醇15重量份数、正丙醇15重量份数、聚氨酯改性丙烯酸酯80重量份数、片状镍粉30重量份数、氟化钠2重量份数。其中，聚氨酯改性丙烯酸酯的数均分子量大于100000；片状镍粉的尺寸为3～10微米。

实施例3

本发明是一种大片石墨烯剥离组合液，该组合液的组成包括：水100份、正丁醇30重量份数、丙二醇50重量份数、聚氨酯改性丙烯酸酯60重量份数、片状银粉20重量份数、氯化钠4重量份数。其中，聚氨酯改性丙烯酸酯的数均分子量大于100000；片状银粉的尺寸为3～10微米。

实施例4

本发明是一种大片石墨烯剥离组合液，该组合液的组成包括：水100份、松油醇100重量份数、聚丙烯酸酯70重量份数、片状锌粉10重量份数、片状镍粉10重量份数、氯化锂5重量份数。其中，聚丙烯酸酯的数均分子量大于100000；片状镍粉和锌粉的尺寸为3～10微米。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。