[发明专利]一种制备石墨烯的方法

说明书

本发明公开了一种制备石墨烯的方法，包括如下步骤:a、采用酸素石墨为原料，对原料进行高温处理和原位还原处理，制备氧化石墨烯，不进行原位还原处理；b、加入分散剂和非化学键修饰剂；c、通过机械剥离，在分离桶中对石墨烯分离得到石墨烯或氧化石墨烯；d、使用提纯设备将分离时粘附在分离桶中的石墨烯进行进一步的分离，提取；它具有明显的理论和工艺创新性；原料便宜且易于大量获取；制备方法的工艺绿色无污染；制备工艺设备相对简单、易操作；为了提高石墨烯的纯度以及提高石墨烯的收集效率设置了提纯设备；所述提纯设备包括电机、压力装置、夹紧装置、喷气装置；夹紧装置和喷气装置提高石墨烯收集可以提高石墨烯的纯度。

技术领域

本发明属于碳纳米材料制备技术领域，尤其是涉及一种制备石墨烯的方法。

背景技术

石墨烯是单独存在的具有二维有序结构的单层石墨片，氧化石墨烯是石墨烯的氧化物。石墨烯的理论研究已有60多年的历史，但一直以来被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功地在实验中从石墨中分离出这种具有单层碳二维结构的石墨烯，证实了它可以单独存在。

石墨烯和氧化石墨烯具有优异的力学、热学、电学性能和光学性质，如：石墨烯的强度可达130GPa，是目前所知强度最高的材料；热导率可达5000W·m-1·k-1，是金刚石的3倍；石墨烯载流子迁移率高达15000cm2·V-1·S-1，是商用硅片的10倍以上。石墨烯还具有巨大的比表面积、室温量子霍尔效应和良好的铁磁性，是目前已知的在常温下导电性能最好的材料。由于石墨烯和氧化石墨烯具有上述优异的性能，使其有望在微电子、能源、信息、材料和生物医药等领域获得重要应用。目前制约石墨烯材料研究和应用的主要因素为：石墨烯难以规模化制备和制备过程中质量和产率难以控制。

石墨烯在生产完成时会在分离、提取过程有少量石墨烯粘附在生产的部件上，导致下一步的分离、提取操作时粘附的石墨烯与需要提取的石墨烯混合，影响得到的石墨烯的纯度，现有的技术在对这一问题处理时采用粘附性比较低的生产部件，减少粘附的程度，之后再用搅拌件去刮内壁，将少量的粘附石墨烯刮下，但是搅拌件有可能会伤害到生产部件，并且这种方式由于搅拌件位置布局的局限性不能完全清理掉粘附的石墨烯。

本发明为了克服现有技术的不足，制备方法所用原料便宜，制备工艺设备相对简单、易操作，生产完成后石墨烯收集率高，石墨烯纯度更高。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种制备石墨烯的方法，包括以下步骤：a、采用酸素石墨为原料，对原料进行高温处理和原位还原处理，制备氧化石墨烯，不进行原位还原处理；

b、加入分散剂和非化学键修饰剂；c、通过机械剥离，在分离桶中对石墨烯分离得到石墨烯或氧化石墨烯；d、使用提纯设备将分离时粘附在分离桶中的石墨烯进行进一步的分离，提取；