[发明专利]一种物理法生产石墨烯的工艺

说明书

本发明公开了一种物理法生产石墨烯的工艺，包括如下步骤，步骤一，高温成型；步骤二，石墨剥片；步骤三，剥离分散；步骤四，制备浆料；步骤五，除官能团；步骤六，真空干燥；以纯度为99.9％的可膨胀石墨做原料，经高温后按规定尺寸粘结成型，置于液相中，施加真空剪切应力，使石墨薄片剥落，将剥离的石墨薄片从液相中洗涤分离烘干后，再按一定比例配入分散介质进行二次剥离和分散，将分散后的浆液浓缩或稀释，制备不同浓度的石墨烯导电型浆料，将分散后的浆料除去在剪切过程中产生的少量官能团，并将除去少量官能团后的分散液进一步洗涤分离，进行真空干燥，该工艺，整个流程简单易操作，生产成本低廉，产品好质量好，是将来适合大规模产业化生产的新型石墨烯生产工艺。

技术领域

本发明涉及新型碳材料石墨烯制备和产业化技术领域，

具体为一种物理法生产石墨烯的工艺。

背景技术

随着石墨烯行业的不断发展，科学界和产业界对石墨烯的制备方法做了诸多研究，现阶段常用的制备石墨烯的方法有：微机械剥离法、化学气相沉积(CVD)法、SiC外延生长法、高温裂解法、氧化还原法、液相剥离法、电化学法、电弧放电法等。解决石墨烯的应用瓶颈，首先要解决的是石墨烯生产的规模化问题，因此简单高效的生产工艺是石墨烯是否够规模化生产的关键所在，因此发明了一种物理法生产石墨烯的工艺是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物理法生产石墨烯的工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种物理法生产石墨烯的工艺，包括如下步骤，步骤一，原料处理；步骤二，剪切剥离；步骤三，剥离分散；步骤四，制备浆料；步骤五，除官能团；步骤六，收集干燥；

在所述步骤一中，以可膨胀石墨做原料，经高温后按规定尺寸粘结成型。

在所述步骤二中，将成型后的石墨板材，置于液相中，施加真空剪切应力，使石墨薄片剥落。

在所述步骤三中，将剥离的石墨薄片从液相中洗涤分离烘干后，再按一定比例配入分散介质进行二次剥离和分散。

在所述步骤四中，将分散后的浆液浓缩或稀释，制备不同浓度的石墨烯导电型浆料。

在所述步骤五中，将分散后的浆料除去在剪切过程中产生的少量官能团，并将除去少量官能团后的分散液进一步洗涤分离；

在所述步骤六中，进行真空干燥，可获得石墨烯粉体。

根据上述技术方案，所述步骤一中可膨胀石墨选用纯度为99.9％的原料。

根据上述技术方案，所述步骤二中液相为苄基苯、N-甲基吡咯烷酮、γ-羟基丁酸内酯、二甲基乙酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮中的任意一种。

根据上述技术方案，所述步骤二中反应物在25℃下采用250W的超声波处理60min。

根据上述技术方案，所述步骤三中分散介质为氢氧化钠、柠檬酸钠、酒石酸钠和乙二胺四乙酸钠中的一种。

根据上述技术方案，所述步骤三中为保证后续反应的正常进行可将反应物在500r/min 的转速下离心90min，去除没有被剥离的石墨。

根据上述技术方案，所述步骤四中经分散后浓缩或稀释可直接制备0.5％～3％范围内不同浓度的导热型和导电型浆料。

根据上述技术方案，所述步骤五中用可做为食品添加剂的还原型试剂去除含氧官能团，无需担心处理有毒、腐蚀性、酸性液体等，绿色环保。

根据上述技术方案，所述步骤六中采用负温度下，真空干燥制备石墨烯粉体。