[发明专利]一种高品质石墨烯及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，向石墨粉中加入氧化剂溶液进行微膨，得到微膨石墨溶液；所述氧化剂选自双氧水、重铬酸钾、高氯酸钠和过硫酸钠中任意一种或其组合；微膨反应在-5～10℃下反应10～20min；

步骤2，将微膨石墨溶液过滤后进行洗涤、纯化、干燥，获得微膨石墨粉，干燥后微膨石墨粉的含氧量为5wt％～25wt％；碳层数小于200层；

步骤3，对微膨石墨粉进行微波等离子体处理，对微波等离子体反应装置密封后进行抽真空，向其中通入保护气体，保护气体为氮气、氦气、氖气、氩气中任意一种，微波等离子体的频率2300～2550MHz，功率3000～6000W，处理时间为30s～300s，获得石墨烯。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述石墨粉选自鳞片石墨粉、单晶石墨粉或高纯石墨粉中任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，石墨粉的纯度≥85wt％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，氧化剂溶液中溶剂为水，氧化剂溶液的浓度为40～60wt％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，石墨粉与氧化剂的质量比为4:1～1:3。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，还包括对石墨粉的超声清洗：将石墨粉用水浸润，开启超声处理。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，洗涤工序采用的溶剂选自乙酸乙酯、无水乙醇或无水丙酮中任意一种或多种；

纯化工序采用透析膜，标称截留分子量为3000Da～8000Da。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3通过以下子步骤进行：

子步骤1：将微膨石墨粉送入微波等离子体反应装置；基于1g微膨石墨粉，微波等离子体反应装置的反应空间不低于500mL，随微膨石墨粉质量变化，微波等离子体反应装置的反应空间随之改变；

子步骤2：对微波等离子体反应装置密封后进行抽真空，然后向其中通入保护气体；

子步骤3：装置启动所需操作完成后，开启微波等离子体激发源，在微波等离子体作用下制备石墨烯。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，保护气体的质量流量为100～800sccm。

10.一种石墨烯，其特征在于，通过上述权利要求1至9之一所述的制备方法获得；该石墨烯的层数为1～3层，石墨烯的比表面积≥800m²/g，粉末电导率≥1900S/m，热导率≥1000W/(m·K)。