[发明专利]一种层状石墨烯及其制备方法

说明书

本发明提供了一种层状石墨烯的制备方法包括如下步骤：提供晶质石墨，将所述晶质石墨与反应液、分散剂第一混合处理得到第一混合物；将所述第一混合物与活化剂第二混合处理得到第二混合物后，进行后处理得到所述层状石墨烯；其中，所述反应液选自氯磺酸、高氯酸、高氯酸钠中的至少一种，且所述活化剂选自双氧水、碳酸氢钠、过氧化钠中的至少一种。该制备方法采用活化剂与均匀分散于晶质石墨的内部的反应液发生剧烈反应，在晶质石墨的内部瞬间产生大量气体，大量气体将晶质石墨的内部空间膨胀撑开，达到物理气相剥离的作用，在气相环境下使晶质石墨形成剥离，制备得到层状石墨烯。

技术领域

本发明涉及石墨烯领域，尤其涉及一种层状石墨烯及其制备方法。

背景技术

绿色新能源与节能技术是解决能源和环保难题的根本保证，因而在国务院发布的《国家中长期科学和技术发展纲要(2006-2020年)》中明确提出大力发展以高效二次电池、超级电容器和燃料电池等代表的高效能量转换与储能材料及其制备技术，并将其列为新材料技术领域的重要前沿技术之一。对于新型的“绿色”储能器件，在关切其“绿色”的同时，高能量密度和高功率密度是其能否可以真正替代传统能量储运体系的重要指标。新型的电源体系，特别是二次电池或者超级电容器是目前重要的“绿色”储能装置，而其中核心部分是性能优异的储能材料。

石墨烯作为21世纪最具发展潜力的新材料，具有超大的比表面积(2630m²/g)，同时具有良好的导电性和导热性，在储能材料领域具有广泛应用前景。但是，从行业整体发展情况来看，石墨烯目前还处在以研究为主的阶段，产品多处在实验室阶段，产业化进程相对较慢。这主要是由于石墨烯目前在产业化制备技术方面还存在一些问题，没有高质量大批量的石墨烯产品，下游应用无从谈起。石墨烯制备技术目前有以下两个问题：一方面高质量制备技术如气相沉积法，虽然制备的石墨烯质量较高，但是价格及其昂贵；另外一方面，传统的大规模制备技术如氧化还原法和液相物理剥离法制备的石墨烯，氧化还原法制备方法虽然产能较高，价格较低，但是所生产的石墨烯材料易发生氧化反应，无法保证得到的石墨烯的性能较好，氧化石墨烯会对石墨烯材料结构造成破坏，影响后续使用；而物理液相剥离技术，制备得到的石墨烯厚度较高，没有达到少层石墨烯的应用效果，影响后续的加工使用，限制了石墨烯的广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种层状石墨烯及其制备方法，旨在解决现有技术中石墨烯的制备技术难以得到兼顾质量较高、层数较少且制备工艺简单的层状石墨烯的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种层状石墨烯的制备方法，包括如下步骤：

提供晶质石墨，将所述晶质石墨与反应液、分散剂进行第一混合处理，得到第一混合物；

将所述第一混合物与活化剂进行第二混合处理得到第二混合物；将所述第二混合物进行后处理，得到所述层状石墨烯；

其中，所述反应液选自氯磺酸、高氯酸、高氯酸钠中的至少一种，且所述活化剂选自双氧水、碳酸氢钠、过氧化钠中的至少一种。

以及，一种层状石墨烯，所述层状石墨烯由所述的层状石墨烯的制备方法制备得到；其中，所述层状石墨烯为1～20层结构的层状石墨烯，且所述层状石墨烯的片径大小为3～8μm。