[发明专利]一种石墨烯-碳黑混合物的制备方法及装置

说明书

本申请涉及碳材料制备技术领域，特别是涉及一种石墨烯‑碳黑混合物的制备方法及装置。方法包括：提供固体盐，固体盐包括基体盐和辅助盐；将固体盐置于反应容器中进行脱水处理；对固体盐进行加热处理，以将固体盐加热至熔融状态并达到目标温度；通入烃类气体至熔融状态的固体盐中，在熔融状态的固体盐中形成烃类气泡，以使烃类气泡在熔融状态的固体盐中反应生成石墨烯‑碳黑混合物。本申请的制备方法通过将烃类气体通入到熔融状态的固体盐中，从而协同制备了两种碳材料混合物，石墨烯‑碳黑混合物，该方法成本较低，且环保高效；同时，本申请制备得到的石墨烯尺寸达到微米级别，碳黑颗粒的尺寸达到百纳米，应用性能优异且应用范围较广。

技术领域

本申请涉及碳材料制备技术领域，特别是涉及一种石墨烯-碳黑混合物的制备方法及装置。

背景技术

碳材料的结构多变，性能各异，其中，二维层状碳材料石墨烯具有优异的力、热和电性能，在近十几年来受到学术界和产业界的广泛关注。并且，基于石墨烯独特的性质，石墨烯粉体在电加热、电磁屏蔽、微电子器件热管理和柔性器件等方面拥有广阔的应用前景。除此之外，零维颗粒状碳材料碳黑，作为一种成熟的工业品，被大量应用到颜料、结构增强剂和导电填料等领域。在石墨烯与碳黑组成的协同作用下，石墨烯与碳黑组成的复合导电网络可以在电学应用中有更大的潜能。

现有的技术中只能制备单一的碳材料，例如碳黑或石墨烯，且制备成本较高，并容易对环境造成污染，因此需要提供一种改进的制备方案，打破现有技术中只能制备单一碳材料的不足。

发明内容：

针对现有技术的上述问题，本申请提供一种石墨烯-碳黑混合物的制备方法及装置，以实现了石墨烯和碳黑的协同制备，并且制备方法成本较低，环保高效。具体技术方案如下：

本申请提供了一种石墨烯-碳黑混合物的制备方法，所述方法包括：

提供固体盐，所述固体盐包括基体盐和辅助盐；

将所述固体盐置于反应容器中进行脱水处理；

对所述固体盐进行加热处理，以将所述固体盐加热至熔融状态并达到目标温度；

通入烃类气体至熔融状态的固体盐中，在熔融状态的固体盐中形成烃类气泡，以使所述烃类气泡在熔融状态的固体盐中反应生成石墨烯-碳黑混合物。

进一步地，在所述通入烃类气体至熔融状态的固体盐中，在熔融状态的固体盐中形成烃类气泡，以使所述烃类气泡在熔融状态的固体盐中反应生成石墨烯-碳黑混合物之后，所述方法还包括：

将所述石墨烯-碳黑混合物置于预设溶液中进行纯化处理，去除所述固体盐的残留物，得到纯化后的石墨烯-碳黑混合物。

进一步地，反应容器内固体盐的上部具有产物收集空间；所述通入烃类气体至熔融状态的固体盐中，在熔融状态的固体盐中形成烃类气泡，以使烃类气泡在熔融状态的固体盐中反应生成石墨烯-碳黑混合物包括：

将烃类气体自反应容器的底部通入熔融状态的固体盐中，所述烃类气泡自熔融状态的固体盐的底部朝向顶部上升，在上升过程中反应生成石墨烯-碳黑混合物，并上升至产物收集空间内。

进一步地，所述基体盐包括氯化钠、氯化钾、氯化钠和氯化钾混合物中的至少一种；所述辅助盐为过渡金属氯化盐，包括氯化锰、氯化铁、氯化钴、氯化镍、氯化铜、氯化锌、氯化钌和氯化钯的至少一种。

进一步地，所述脱水处理为在100～300℃温度下进行负压脱水。

进一步地，所述目标温度为700～1100℃。

进一步地，所述烃类气体包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯、乙炔、丙炔、丁炔、天然气和液化石油气中的至少一种。

进一步地，方法还包括：