[发明专利]一种干法研磨剥离制备石墨烯的装置及生产石墨烯的方法

权利要求书

1.一种干法研磨剥离制备石墨烯的装置，其特征是：包括驱动装置、盘式辊压装置、串联式磨盘挤出机、旋流分散器、产品收集器，所述驱动装置与盘式辊压装置为一体固定；所述盘式辊压装置设置有磨盘与磨辊，磨盘与磨辊的相对运动产生剪切力，所述串联式磨盘挤出机设置有动静结合的定盘与动盘，同时筒体内旋转的螺杆为“一”字型排布的单螺杆，其螺杆贯穿整个串联式磨盘挤出机。

2.根据权利要求1所述一种干法研磨剥离制备石墨烯的装置，其特征是：所述盘式辊压装置其磨盘分为上下两层，每层磨盘上采用设置两个以上的磨辊为一个剪切单元的结构。

3.根据权利要求1所述一种干法研磨剥离制备石墨烯的装置，其特征是：所述盘式辊压装置其磨辊与磨盘间隙为0.5-2mm。

4.根据权利要求1所述一种干法研磨剥离制备石墨烯的装置，其特征是：所述串联式磨盘挤出机动盘和定盘上设置有凹槽，其结构为四面体网格、六面体网格的有限元网格。

5.根据权利要求1所述一种干法研磨剥离制备石墨烯的装置，其特征是：所述动盘与定盘为三对以上组合，其磨盘结构为菊形、扇形和臼目形三种结构中的一种。

6.一种使用权利要求1-5任一项所述的装置干法研磨剥离制备石墨烯的生产方法，其特征在于具体的生产方法如下：

（1）将石墨与剥离剂加入盘式辊压装置中，通过磨辊与磨盘的相对运动将石墨逐级研磨剥离得到石墨烯粗料，转速为500-2000rpm；

（2）将步骤（1）得到的石墨烯粗料通过串联式磨盘挤出机，利用动静结合的磨盘相对高速运动所产生的强剪切力，拖曳剪切及交换作用使石墨层间滑动，在不同阶段逐层剥离得到石墨烯，其时间设置为10-30min；

（3）将步骤（2）得到的石墨烯与分散剂通过旋流分散器分散处理，使石墨烯处于完全分散状态，开启产品收集器，通过风压使分散的石墨烯收集，其旋流分散器转速设置为2000-5000rpm，时间为5-10min；所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或者硬脂酸中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种干法研磨剥离制备石墨烯的生产方法，其特征在于步骤（1）中所述的石墨为鳞片石墨、膨胀石墨、高取向石墨、热裂解石墨或者氧化石墨中的一种。