[发明专利]一种石墨烯小片在水中的分散方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯小片在水中的分散方法，包括以下步骤：S1、将石墨烯小片浆体和去离子水依次加入到搅拌机中，并在真空负压条件下，以800～1200r/min的速度搅拌，搅拌结束即得石墨烯小片水悬浮液体；S2、调节搅拌机的转速为450～550r/min，并向石墨烯小片水悬浮液体中加入螯合分散剂，然后以450～550r/min的速度搅拌，得混合物A；S3、将混合物A转移至超声仪中，在高频超声条件下对混合物A进行分散，超声结束冷却至室温即完成石墨烯小片在水中的分散。本发明提出的分散方法，操作简单，石墨烯小片在水中的分散效果好，分散速度快。

技术领域

本发明涉及石墨烯生产技术领域，尤其涉及一种石墨烯小片在水中的分散方法。

背景技术

石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，其应用已被全世界关注，然而目前对于石墨烯的研究，还在起步阶段。石墨材料经过剥离后制备成石墨烯小片，剥离后的石墨烯小片并不能直接进行下游的加工，通常需要再经过分散工序，以改善石墨烯小片的分散性能，避免在一段时间存储后石墨烯小片出现再团聚的现象，丧失石墨烯的功能。用于分散石墨烯的体系主要有三种：表面活性剂水溶液、有机溶剂和超酸。表面活性剂水溶液：使用表面活性剂所得到的石墨烯的分散液浓度偏低，未必有效达到工业级需求；有机溶剂：可得到较高浓度的石墨烯分散液，但有机溶剂成本髙，沸点高，且不易除去，影响石墨烯的后续应用；超酸：在超酸体系中能得到目前最高浓度的石墨烯分散液，但该体系具有强酸性，对设备要求高且操作过程不易控制，很难拓展到其它应用中。基于此，本发明提出一种石墨烯小片在水中的分散方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种石墨烯小片在水中的分散方法。

一种石墨烯小片在水中的分散方法，包括以下步骤：

S1、混合：将石墨烯小片浆体和去离子水依次加入到搅拌机中，并在真空负压条件下，以800～1200r/min的速度搅拌8～12min，搅拌结束即得石墨烯小片水悬浮液体；

S2、螯合分散剂的加入：调节搅拌机的转速为450～550r/min，并向步骤S1混合得到的石墨烯小片水悬浮液体中加入以水溶钾离子、(NH4)₄·EDTA和PTDA混合而成的螯合分散剂，然后以450～550r/min的速度搅拌1～5min，得混合物A；

S3、超声分散：将步骤S2中得到的混合物A转移至超声仪中，在高频超声条件下对混合物A进行分散，超声结束冷却至室温即完成石墨烯小片在水中的分散。

优选的，所述石墨烯小片浆体的层数为10层以下。

优选的，所述石墨烯小片浆体和去离子水的体积比为1～2000：10000。

优选的，所述真空负压的压力为-20～-150Pa。

优选的，所述螯合分散剂与混合物A的体积比为1:5000～20000。

优选的，所述分螯合散剂中水溶钾离子所占的重量百分比为0.2％～0.8％、(NH4)₄·EDTA所占的重量百分比为48.5％～50.5％、余量为PTDA。

优选的，所述螯合分散剂中水溶钾离子所占的重量百分比为0.5％、(NH4)₄·EDTA所占的重量百分比为49.5％、PTDA所占的重量百分比为50％

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、利用以水溶钾离子、(NH4)₄·EDTA和PTDA组成的螯合分散剂，突破了石墨烯小片在水中分散速度慢、分散浓度偏低而导致的不能满足量产分散石墨烯的限制，让石墨烯在水中分散的浓度可以大大提高；