[发明专利]一种利用涡轮砂磨机剥离的石墨烯复合微片及其制备方法

摘要

本发明提供一种利用涡轮砂磨机剥离的石墨烯复合微片及其制备方法。将石墨与铵盐混均，与无机矿物粉体一起通过涡轮砂磨机中多组高速转动的涡轮式分散器，将石墨稳定地沿腔室的圆周方向运动，形成多束高速粒子流，增加了剪切剥离的动力，而且铵离子作为一种亲电子基团，会进入石墨层间降低石墨层间作用力，提高石墨的剥离与分散过程，加工简单方便，石墨剥离效率高。克服了现有技术中单纯采用砂磨机剥离石墨获得石墨烯的方法存在效率低，难以大规模生产，并且避免了在剥离过程中使用强氧化剂处理石墨，使石墨烯表面接枝极性基团，降低了体系的导电能力的缺点。从而实现连续、稳定、环保、高效地制备石墨烯材料，进一步推动了石墨烯材料的大规模产业化生产。

主权项

一种利用涡轮砂磨机剥离制备石墨烯复合微片的方法，具体方法如下：（1）将8‑20重量份石墨原料、3‑5重量份的无机矿物粉体、1.5‑5重量份的铵盐和0.5‑5重量份的分散剂在高速混合机中以300‑500rpm的转速混合分散10‑25min，得到预混物；（2）将步骤（1）得到的预混物加入75‑90重量份的溶剂、0.5‑1重量份的稳定剂充分搅拌，至所述石墨原料在溶剂中分散均匀形成悬浊液，其中，所述的溶剂为去离子水、四氢呋喃、氯仿、乙醇、丙酮中的至少一种或几种；（3）将步骤（2）得到的悬浊溶液与加入涡轮砂磨机加料斗中，使悬浊溶液在砂磨机的多组涡轮式分散器研磨腔中研磨，所述涡轮砂磨机设置多组涡轮式分散盘，由四组斜角为30°的涡轮式分散盘、四组斜角为60°的涡轮式分散盘、两组斜角为90°的涡轮式分散盘、四组斜角为45°的涡轮式分散盘组成，研磨转速为800‑1000r/min，通过高速旋转式流体沿涡轮产生超过25m/s的线速度的高速粒子流，在不同斜角涡轮的剪切和含有无机粉体自摩擦的作用下快速使石墨减薄，形成稳定的石墨烯复合微片溶液；（4）将步骤（3）得到的石墨烯复合微片溶液精细滤干、清洗、烘干干燥获得石墨烯复合微片。