The present invention provides a method of using ultrasonic continuous preparation of graphene, which is characterized in high pressure physical foaming agent into the graphite layer, foam under the condition of heating agent between graphite layers cracking in continuous ultrasonic device in ultrasonic cavitation stripping, so as to realize the preparation of graphene continuous ultrasonic stripping system. Different from the traditional, under the liquid conditions, the use of ultrasonic wave to destroy the graphite interlayer structure, can not scale production, low efficiency. This method is suitable for large-scale continuous production, not only improves the yield of graphene, the preparation of ability, obviously reduces the production cost, and safe operation in the process of preparation, non-toxic, simple process, postprocessing is simple, safety and environmental protection.
【技术实现步骤摘要】
一种利用超声波连续化制备石墨烯的方法
本专利技术属于功能材料和纳米材料领域,具体涉及一种规模化生产石墨烯材料的方法。
技术介绍
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。它的厚度大约为0.335nm,根据制备方式的不同而存在不同的起伏,通常在垂直方向的高度大约1nm左右,水平方向宽度大约10nm到25nm,是除金刚石以外所有碳晶体(零维富勒烯,一维碳纳米管,三维体向石墨)的基本结构单元。广义的石墨烯实际是多层或厚层石墨烯,厚度在10层以上10nm以下苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。石墨烯是目前发现的最薄、最轻、强度最大、最坚硬、载流子迁移率最高、电流密度耐性最大的新型材料。石墨烯有良好的热学性质、力学性质、结晶性能,以及极其优良的电学性质,是目前导电性能最为出色的材料,应用前景十分广泛,可用做分子侦测、超级电容器、热界面材料、集成电路、生物器件、抗菌物质等。目前,石墨烯制备方法主要有:微机械剥离法、化学氧化还原法、化学气相沉积法、碳化硅热解法和切碳纳米管法。微机械剥离法的优点是得到的产物有着完美的晶体结构,缺陷较少,但是得到的产物不完全是单层石墨烯,而且产生石墨烯的效率较低,尺寸不易控制,多数为小尺寸石墨烯,不适合大规模的工业生产,只适合进行实验室理论研究,限制了其实际应用。化学气相沉积法制备的石墨烯往往厚度不均匀,且石墨烯和衬底间的作用力会影响碳层的性质。碳化硅热解法制 ...
【技术保护点】
一种利用超声波连续化制备石墨烯的方法,其特点是在高压低温作用下将物理发泡剂浸入石墨层间,在加热条件下发泡剂使石墨层间开裂,经连续超声装置中超声空化剥离,得到石墨烯,包括以下步骤:(1)开启增压泵将物理发泡剂泵入反应管高压低温段,开启进料装置将石墨原料装入反应管高压低温段,将物理发泡剂浸入石墨层隙;(2)将反应管高压段低温浸物理发泡剂的石墨在螺杆作用下带入高温低压区,石墨层隙中发泡剂在高温下体积急速变大,使得石墨层隙间距变大,范德华力减小,连续通过超声装置快速剥离得到石墨烯;气体回收利用;(3)剥离的石墨烯进入分级机,分级过程中混合表面活性剂分散,储存;所述反应管为两段联通的反应管,一段为高压低温段,一段为高温低压段,高压段两端和低压段两端设压力调节装置,控制两段的压力值,管内设置螺杆推进器,高温低压段外壁安装加热装置;所述超声装置设置在高温低压反应管后端,管内置超声幅杆。
【技术特征摘要】
1.一种利用超声波连续化制备石墨烯的方法,其特点是在高压低温作用下将物理发泡剂浸入石墨层间,在加热条件下发泡剂使石墨层间开裂,经连续超声装置中超声空化剥离,得到石墨烯,包括以下步骤:(1)开启增压泵将物理发泡剂泵入反应管高压低温段,开启进料装置将石墨原料装入反应管高压低温段,将物理发泡剂浸入石墨层隙;(2)将反应管高压段低温浸物理发泡剂的石墨在螺杆作用下带入高温低压区,石墨层隙中发泡剂在高温下体积急速变大,使得石墨层隙间距变大,范德华力减小,连续通过超声装置快速剥离得到石墨烯;气体回收利用;(3)剥离的石墨烯进入分级机,分级过程中混合表面活性剂分散,储存;所述反应管为两段联通的反应管,一段为高压低温段,一段为高温低压段,高压段两端和低压段两端设压力调节装置,控制两段的压力值,管内设置螺杆推进器,高温低压段外壁安装加热...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈庆,曾军堂,王镭迪,
申请(专利权)人:成都新柯力化工科技有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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