[发明专利]石墨烯浆料的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯浆料的制备方法，包括以下步骤：1）对可膨胀石墨进行高温膨化，然后经过物气分离得到石墨蠕虫，再进行铺装，最后碾压成纸；2）步骤1）得到的石墨纸进行粉碎，达到石墨粉状物，粒度在200‑500μm；3）步骤2）得到的石墨粉状物进一步粉碎，得到粒度在5μm以下的石墨微粉；4）将石墨微粉与溶剂混合，搅拌均匀，然后利用高速剪切机进行处理，再利用超声处理，得到石墨烯浆料。本发明将高倍率可膨胀石墨膨化后辗轧成纸以增加其单位体积密度后再进行后续制备，剥离更充分；通过高温膨化及物气分离，可以去除其中的废气及杂质，提高石墨烯浆料的质量。

技术领域

本发明属于石墨烯技术领域，具体涉及一种石墨烯浆料的制备方法。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯浆料可采用超声波分散、砂磨机及研磨分散机制备得到。

现有的常用的石墨烯浆料的制备方法

1.通过强氧化剂得到氧化石墨，超声波震荡后得到氧化石墨烯，再加入还原剂进行还原得到石墨烯。强氧化剂一般具有强腐蚀性，具有一定的危险性，强氧化剂对天然石墨进行氧化后石墨中残留其他非金属元素很难清除干净，而且之后还需另外加入还原剂进行还原反应。此工艺的氧化还原过程中一般污染性比较大，通常涉及危化物品，工艺过程较为复杂，先要制备高质量的氧化石墨烯，又要对其进行还原，过程复杂，误差和可控性差，氧化石墨质量的好坏直接影响到石墨烯的质量，甚至决定了石墨烯是否能够形成，而一般强氧化剂对石墨进行氧化会造成石墨烯的结构缺陷，影响石墨烯性能。

2.液相剥离法：向鳞片石墨或可膨胀石墨中加入相应有机溶剂和表面活性剂，再通过超声波辅助剥离，此种方法设计的有机溶剂及表面活性剂存在一定环境污染性，后续处理过程中石墨烯中残留溶剂很难被除去，严重影响石墨烯性能。而且石墨层间打开不充分，在后续剥离过程中难度大，剥离不充分，能够得到的单层石墨烯数量少。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种石墨烯浆料的制备方法，其剥离效果好，剥离更薄更充分，得到的石墨烯层数更低，且石墨烯的片径更大。

本发明所采取的技术方案是，一种石墨烯浆料的制备方法，包括以下步骤：

1）对可膨胀石墨进行高温膨化，然后经过物气分离得到石墨蠕虫，再进行铺装，最后碾压成纸；

2）步骤1）得到的石墨纸进行粉碎，得到石墨粉状物，粒度在100-300μm；

3）步骤2）得到的石墨粉状物进一步粉碎，得到粒度在5μm以下的石墨微粉；

4）将石墨微粉与溶剂混合，搅拌均匀，然后利用高速剪切机进行处理，再利用超声处理，得到石墨烯浆料。

进一步地，所述的可膨胀石墨为高倍率可膨胀石墨，膨胀倍数在1000倍-1500倍，膨化温度为800℃以上。

进一步地，所述的步骤2)粉碎时为机械粉碎，步骤3）粉碎时为气流粉碎。

进一步地，步骤3）中粉碎后，经旋风除尘、三级布袋除尘去除杂质及大粒度粉体，同时依靠筛分机筛分粒度，得到碳量99%以上，粒度5um以下的石墨微粉。

进一步地，步骤4）中的石墨微粉与溶剂的重量比为3-10:97-90。可以根据需要加入分散剂及悬浮剂。

进一步地，步骤4）中的溶剂根据石墨烯应用领域确定。

进一步地，步骤4）中超声处理时，超声频率为30KHz～60 KHz。

所述可膨胀石墨的碳含量在99.5wt%以上。

本发明具有以下有益效果：