[发明专利]一种石墨烯纳米材料的分离制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯纳米材料的分离制备方法，包括如下步骤：(A)将石墨碳纳米材料溶解在润滑油中形成混合油溶液，所述润滑油的40℃粘度控制在14‑25mm²/s，15℃密度控制在0.80‑0.85g/cm³之间；(B)将所述混合油溶液用胶体磨反复研磨2‑6h；(C)放置90d以上，分离底部的沉淀，上层得到的油溶液中所分布的灰黑色物质即为层数在3层以下的石墨烯。该制备方法只需要将石墨先分散在润滑油中，经过长时间放置分离，底部沉淀大部分为石墨碳纳米材料可以分离出来作为进一步的应用，上层均匀分散在润滑油中的灰黑色物质即为石墨烯，经过鉴定其层数可控制在3层以下。

技术领域

本发明涉及石墨烯材料制备加工领域，具体而言，涉及一种石墨烯纳米材料的分离制备方法。

背景技术

实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1mm的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。

2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。

石墨烯是一种由单层sp2杂化碳原子组成的蜂窝状结构的二维材料，具有许多优异的性能，比如具有优良的导电和光学性能。自从2004年被发现起，石墨烯就成为了科学界的一大研究热点。

现有技术中，石墨烯纳米材料的分离制备方法主要包括：机械剥离法、氧化还原法、取向附生法、碳化硅外延法、化学气相沉积法等，现有技术中的上述制备方法操作步骤复杂，成本高，有些工艺操作条件也比较苛刻。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯纳米材料的分离制备方法，该制备方法只需要将石墨纳米材料先分散在润滑油中，经过长时间放置分离，底部沉淀大部分为石墨碳纳米材料可以分离出来作为进一步的应用，上层均匀分散在润滑油中的灰黑色物质即为石墨烯，经过扫描电镜鉴定其层数可控制在3层以下，整个方法操作步骤简单，操作条件温和，全程绿色环保，不需要采用有毒试剂，无任何三废产生，该方法值得广泛推广应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明实施例提供了一种石墨烯纳米材料的分离制备方法，该方法包括：

(A)将石墨碳纳米材料溶解在润滑油中形成碳纳米溶液，所述润滑油的40℃粘度控制在14-25mm²/s，15℃密度控制在0.80-0.85g/cm³之间；

(B)将所述碳纳米溶液反复研磨2-6h；

(C)放置30-90d，分离底部的沉淀，上层得到的油溶液中所分布的灰黑色物质即为层数在3层以下的石墨烯。

现有技术中，石墨烯是一种由单层sp2杂化碳原子组成的蜂窝状结构的二维材料，具有许多优异的性能，比如具有优良的导电和光学性能。自从2004年被发现起，石墨烯就成为了科学界的一大研究热点。

石墨烯纳米材料的分离制备方法主要包括：机械剥离法、氧化还原法、取向附生法、碳化硅外延法、化学气相沉积法等，现有技术中的上述制备方法操作步骤复杂，成本高，有些工艺操作条件也比较苛刻。