[发明专利]单层石墨烯分散液及其制备方法

权利要求书

1.一种单层石墨烯分散液的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1，将石墨制备成二次膨胀石墨；

步骤2，将所述二次膨胀石墨、分散剂按质量比5∶1～1∶5混合得到混合分散体系；

步骤3，将所述混合分散体系进行机械剪切剥离；

步骤4，得到单层石墨烯分散液。

2.如权利要求1所述的单层石墨烯分散液的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述分散剂包括：十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、胆酸钠、聚苯乙烯、十六烷基三甲基溴化铵一种或多种。

3.如权利要求1所述的单层石墨烯分散液的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述混合分散体系还包括：水或溶剂；

所述溶剂包括：环戊酮、环己酮、哌啶-1-甲醛、乙烯基吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉、溴苯、氰苯、苯甲基安息香酸、N，N-二甲基丙烯基脲酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲乙酰胺、环己基吡咯烷酮、苄醚、异丙醇、N-辛基吡咯烷酮、二氧戊环、乙酸乙酯、1-氮萘、安息香醛、乙醇胺、酞酸二乙酯、N-十二烷基吡咯烷酮、吡啶、酞酸二甲酯、乙醇、丙酮、乙酸乙烯酯、乙二醇、甲苯、庚烷、戊烷、己烷、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯代苯、氯仿、四氢呋喃的一种或多种。

4.如权利要求1所述的单层石墨烯分散液的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述机械剪切采用的设备包括：球磨机、乳化机、分散机、研磨机、匀质机、流体对撞机中的一种或多种。

5.如权利要求4所述的单层石墨烯分散液的制备方法，其特征在于，所述机械剪切的速度为2000～15000转/分钟，和/或，所述机械剪切的时间为1～30小时。

6.如权利要求1-5任一项所述的单层石墨烯分散液的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述二次膨胀石墨的制备方法包括：

步骤a.将所述石墨进行氧化处理；

步骤b.将步骤a处理后的石墨进行膨胀处理；

步骤c.将步骤b处理后的石墨再进行氧化处理；

步骤d.将步骤c处理后的石墨进行高温还原膨胀得到二次膨胀石墨。

7.如权利要求6所述的单层石墨烯分散液的制备方法，其特征在于，所述步骤a中，在氧化处理中，其中石墨与氧化剂的质量比25∶1～45∶1，采用的氧化剂包括：硫酸、硝酸、高锰酸钾、氯酸钾、双氧水、次氯酸、亚硝酸中的一种或多种。

8.如权利要求6所述的单层石墨烯分散液的制备方法，其特征在于，所述步骤d中，所述高温还原膨胀的温度为600～1800℃。

9.一种通过权利要求1-8任一项所述单层石墨烯分散液的制备方法制备的单层石墨烯分散液，其特征在于，包括：1～10wt％的石墨烯、0.01～5wt％分散剂；所述石墨烯分散液的浓度为10～60mg mL^-1、石墨烯的直径为200纳米～10微米；所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、胆酸钠、聚苯乙烯、十六烷基三甲基溴化铵一种或多种。

10.如权利要求9所述的单层石墨烯分散液，其特征在于，还包括：水或溶剂，所述溶剂包括：环戊酮、环己酮、哌啶-1-甲醛、乙烯基吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉、溴苯、氰苯、苯甲基安息香酸、N，N-二甲基丙烯基脲酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲乙酰胺、环己基吡咯烷酮、苄醚、异丙醇、N-辛基吡咯烷酮、二氧戊环、乙酸乙酯、1-氮萘、安息香醛、乙醇胺、酞酸二乙酯、N-十二烷基吡咯烷酮、吡啶、酞酸二甲酯、乙醇、丙酮、乙酸乙烯酯、乙二醇、甲苯、庚烷、戊烷、己烷、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯代苯、氯仿、四氢呋喃的一种或多种。