一种石墨烯制作方法技术

本发明专利技术属于碳材料技术领域，具体的说是一种石墨烯制作方法，该工艺将石墨烯原料在剥离装置中进行多次剥离，形成石墨烯碎片，再经过将石墨烯碎片与有机溶液混合，并用超声波对有机溶液进行超声分散，其中剥离用到的剥离装置包括剥离箱、端盖、剥离电机、转动模块、筛网和剥离模块，剥离箱为无盖圆筒形，剥离箱中心轴线竖直放置，剥离电机为剥离石墨烯提供动力；转动模块带动剥离模块对石墨烯原料进行剥离；使用时，开启剥离电机，剥离电机通过带动转动模块从而带动剥离模块转动，石墨烯原料在转动模块和剥离模块的相互配合作用下实现剥离，再将装置放入超声波中进行清洗，防止石墨烯造成残留浪费，提高石墨烯的收集效率。

A method for making graphene

The invention belongs to the technical field of carbon materials, in particular to a method for making graphene. The process peels graphene raw materials several times in a peeling device to form graphene fragments, then mixes the graphene fragments with organic solutions, and disperses the organic solutions by ultrasonic wave, in which peeling is used. The stripping device comprises a stripping box, an end cover, a stripping motor, a rotating module, a screen and a stripping module. The stripping box is a capless cylindrical shape, the central axis of the stripping box is vertically placed, and the stripping motor provides power for stripping graphene; the rotating module drives the stripping module to strip the raw material of graphene; when in use, the stripping motor is opened. The stripping motor drives the stripping module to rotate by driving the rotating module. Graphene raw material is stripped by the cooperation of the rotating module and stripping module. The device is then cleaned by ultrasonic wave to prevent the residual waste of graphene and improve the collection efficiency of graphene.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯制作方法
本专利技术属于石墨烯制备
，具体的说是一种石墨烯制作方法。
技术介绍
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯的研究热潮也吸引了国内外材料制备研究的兴趣，石墨烯材料的制备方法已报道的有：机械剥离法、氧化还原法、晶体外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法和碳纳米管剥离法等。化学制备法中化学气相沉淀法和氧化还原法分别是先进制备石墨烯薄膜和石墨烯粉体最重要的方法，也是最有希望实现大规模制备石墨烯的方法。化学气相沉积法制备的石墨烯能生成大尺寸石墨烯薄膜，但是制备技术仍然缺乏稳定性，在转移过程中也会造成石墨烯缺陷，制备得到的石墨烯薄膜面积仍然相对有限，而氧化还原法制备过程中采用强酸，容易造成设备损坏和环境污染，且制备得到的石墨烯粉末品质不高。鉴于此，本专利技术所述的一种石墨烯制作方法，以石墨片作为原材料，经过将石墨片进行剥离、有机溶液清洗和粘附等步骤，制作过程中使用的设备简单，且用到的有机溶液对设备无损害，并可循环利用，提高石墨烯的生产质量和收集效率。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提出了一种石墨烯制作方法，本专利技术主要用于提供一种石墨烯的制作方法。本专利技术通过对石墨烯原材料进行剥离使其成为石墨烯碎屑，再对切割形成的石墨烯碎屑以及剥离装置中残留的石墨烯碎屑进行超声波清洗，提高石墨烯的制作和收集效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种石墨烯制作方法，该制造工艺包括如下步骤：步骤一：将原材料石墨片放入剥离装置中进行逐层剥离形成石墨烯碎屑，石墨烯碎屑在重力的作用下向下依次通过筛网；步骤二：将步骤一中剥离后的石墨烯碎屑以及剥离装置中的筛网、固定盘、刮板和切刀放入有机溶液中，让石墨烯与浓度为0.2g/l的甲醇溶液充分混合；步骤三：将步骤二中的有机溶液放入超声设备中进行超声分散，筛网、固定盘、刮板和切刀上粘附的石墨烯碎屑从设备上脱落，溶入有机溶液中；步骤四：向步骤三中进行超声分散后的有机溶液中放入硅片，静置两个小时以上，有机溶液中的石墨烯碎屑粘附到硅片上；步骤五：取出步骤四中的硅片，用刀片将硅片上覆盖的石墨烯刮下，对石墨烯进行收集；通过步骤一至步骤五可完成制作石墨烯，通过超声波分散的方法对装置上残留的石墨烯进行收集，制造出的石墨烯颗粒均匀，性质稳定；所述步骤一中的剥离装置包括剥离箱、端盖、剥离电机、转动模块、筛网和剥离模块，所述剥离箱为无盖圆筒形，剥离箱中心轴线竖直放置，剥离箱的底部关于中心对称设置出料口，出料口用于剥离好后的石墨烯的流出；所述端盖为圆盘形，端盖水平放置在剥离箱的顶部，端盖上关于中心圆心对称设置入料口，入料口用于向剥离箱内部加入石墨烯原料；所述剥离电机安装在剥离箱底部，剥离电机为剥离石墨烯提供动力；所述转动模块竖直设置在剥离箱内部中心，转动模块用于带动剥离模块对石墨烯原料进行剥离；所述筛网为圆盘形，筛网水平安装在剥离箱内部，筛网设置两个，筛网的网孔的直径从上至下逐渐减小，筛网将剥离箱从上至下等分为一级剥离区、二级剥离区和三级剥离区；所述剥离模块等距设置在剥离箱内部，剥离模块设置三个，剥离模块用于对石墨烯原料进行多级剥离。当需要对石墨烯原料进行剥离时，通过端盖上的入料口将石墨烯原料投进剥离箱内部，开启剥离电机，剥离电机通过带动转动模块转动从而带动剥离模块转动，石墨烯原料在转动模块和剥离模块的相互配合作用下实现剥离，剥离完成后的石墨烯从出料口流出后进行收集。所述转动模块包括一级转轴、二级转轴、三级转轴、锥形块、支撑轴、摩擦板和支撑弹簧，所述一级转轴、二级转轴和三级转轴从上至下分别依次竖直设置在剥离箱内部，一级转轴、二级转轴、三级转轴均为圆柱体，一级转轴的底部、二级转轴的顶部和底部以及三级转轴的顶部开设矩形凹槽，所述锥形块放置在二级转轴和三级转轴顶部的矩形凹槽中，锥形块通过支撑轴与二级转轴顶部和三级转轴顶部的矩形凹槽的侧壁水平连接，锥形块为四棱台型且锥形块的顶部大于底部，支撑轴的端部分别穿过一级转轴的底部和二级转轴底部的矩形凹槽的侧壁；所述摩擦板连接在支撑轴的端部，摩擦板设置四个，摩擦板与二级转轴顶部的凹槽以及三级转轴顶部的凹槽的侧壁接触；所述支撑弹簧竖直连接在锥形块的顶部，支撑弹簧设置两个，支撑弹簧的顶部分别与一级转轴和二级转轴矩形凹槽的底部连接。工作时，剥离电机带动三级转轴转动，三级转轴通过支撑轴带动二级转轴转动，二级转轴通过支撑轴带动一级转轴转动，且随着转动的传递，三级转轴、二级转轴和一级转轴的转速逐渐递减，实现差速转动。所述剥离模块包括固定架、固定盘、切刀、一号连接弹簧、刮板和清扫模块，所述固定架为弯曲的圆柱体，固定架设置六个，固定架等分布置在一级剥离区、二级剥离区和三级剥离区中，固定架对称安装在一级转轴、二级转轴和三级转轴的两侧；所述固定盘转动连接在固定架上，固定盘为圆盘形，固定盘的侧壁内部均匀开设一号凹槽和通孔，通孔位于相邻的一号凹槽的中间；所述切刀通过一号连接弹簧与一号凹槽的底部连接，切刀用于对石墨烯原料进行切割剥离；所述刮板均匀设置在固定盘的顶部，刮板与固定架为固定连接，刮板的底部中心开设二号凹槽，刮板的底部开设球形凹槽，球形凹槽均匀设置在二号凹槽的四周，刮板用于刮除固定盘上的石墨烯剥离后形成的碎屑；所述清扫模块设置在刮板的底部，清扫模块用于清扫刮板刮除的碎屑。工作时，一级转轴、二级转轴和三级转轴分别带动一级剥离区、二级剥离区和三级剥离区的固定架转动，进而带动固定盘转动，因为固定盘与固定架为转动连接，固定盘随着固定架围绕一级转轴、二级转轴和三级转轴进行转动的同时，固定盘相对固定架也发生转动，固定盘通过一号连接弹簧带动切刀对石墨烯原料进行切割剥离；同时，与固定架固定连接的刮板相对固定盘发生转动，刮板对固定盘上残留的石墨烯碎屑进行刮除，防止石墨烯碎屑堆积而影响后续的剥离进程。所述清扫模块包括连接块、二号连接弹簧、毛刷和研磨球，所述连接块通过二号连接弹簧与二号凹槽的底部连接，连接块的底部连接毛刷，毛刷用于对固定盘上的剥离后的碎屑进行清扫；所述研磨球设置在球形凹槽中，研磨球可在球形凹槽中转动，研磨球用于对固定盘上残留的石墨烯碎屑进行研磨，便于毛刷对固定盘进行清扫。固定盘在固定架上进行转动时，固定架带动刮板转动，刮板底部的连接块带动毛刷对固定盘表面的石墨烯碎屑进行清扫，同时研磨球在球形凹槽中转动，可对粘附在固定盘表面的石墨烯碎屑进行研磨松动，提高清扫效率，加快石墨烯的剥离进程。所述固定架的端部设置一号磁铁；所述筛网的底部设置二号磁铁，二号磁铁通过弹性绳与筛网连接，一号磁铁和二号磁铁磁性相斥。工作时，当一号磁铁和二号磁铁靠近时，由于相互排斥，导致筛网往上运动，当一号磁铁和二号磁铁远离时，筛网恢复水平，筛网的反复运动导致残留的石墨烯碎屑抖动，有利于石墨烯进入二级剥离区和三级剥离区，提高石墨烯的剥离效率。所述摩擦板是由橡胶材质制成的。橡胶材质的柔软性防止摩擦板对二级转轴和三级转轴的矩形凹槽的侧壁造成损伤，提高装置的使用效率和使用寿命。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术所述的一种石墨烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯制作方法，其特征在于：该制造方法包括如下步骤：步骤一：将原材料石墨片放入剥离装置中进行逐层剥离；步骤二：将步骤一中剥离后的石墨烯碎屑以及剥离装置中的筛网、固定盘、刮板和切刀放入有机溶液中；步骤三：将步骤二中的有机溶液放入超声设备中进行超声分散；步骤四：向步骤三中进行超声分散后的有机溶液中放入硅片，静置两个小时以上；步骤五：取出步骤四中的硅片，用刀片将硅片上覆盖的石墨烯刮下；通过步骤一至步骤五可完成制作石墨烯，通过超声波分散的方法对装置上残留的石墨烯进行收集，制造出的石墨烯颗粒均匀，性质稳定；所述步骤一中的剥离装置包括剥离箱(1)、端盖(2)、剥离电机(3)、转动模块(4)、筛网(5)和剥离模块(6)，所述剥离箱(1)为无盖圆筒形，剥离箱(1)中心轴线竖直放置，剥离箱(1)的底部关于中心对称设置出料口(11)，出料口(11)用于剥离好后的石墨烯的流出；所述端盖(2)为圆盘形，端盖(2)水平放置在剥离箱(1)的顶部，端盖(2)上关于中心圆心对称设置入料口(21)，入料口(21)用于向剥离箱(1)内部加入石墨烯原料；所述剥离电机(3)安装在剥离箱(1)底部，剥离电机(3)为剥离石墨烯提供动力；所述转动模块(4)竖直设置在剥离箱(1)内部中心，转动模块(4)用于带动剥离模块(6)对石墨烯原料进行剥离；所述筛网(5)为圆盘形，筛网(5)水平安装在剥离箱(1)内部，筛网(5)设置两个，筛网(5)的网孔的直径从上至下逐渐减小，筛网(5)将剥离箱(1)从上至下等分为一级剥离区(12)、二级剥离区(13)和三级剥离区(14)；所述剥离模块(6)等距设置在剥离箱(1)内部，剥离模块(6)设置三个，剥离模块(6)用于对石墨烯原料进行多级剥离。...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯制作方法，其特征在于：该制造方法包括如下步骤：步骤一：将原材料石墨片放入剥离装置中进行逐层剥离；步骤二：将步骤一中剥离后的石墨烯碎屑以及剥离装置中的筛网、固定盘、刮板和切刀放入有机溶液中；步骤三：将步骤二中的有机溶液放入超声设备中进行超声分散；步骤四：向步骤三中进行超声分散后的有机溶液中放入硅片，静置两个小时以上；步骤五：取出步骤四中的硅片，用刀片将硅片上覆盖的石墨烯刮下；通过步骤一至步骤五可完成制作石墨烯，通过超声波分散的方法对装置上残留的石墨烯进行收集，制造出的石墨烯颗粒均匀，性质稳定；所述步骤一中的剥离装置包括剥离箱(1)、端盖(2)、剥离电机(3)、转动模块(4)、筛网(5)和剥离模块(6)，所述剥离箱(1)为无盖圆筒形，剥离箱(1)中心轴线竖直放置，剥离箱(1)的底部关于中心对称设置出料口(11)，出料口(11)用于剥离好后的石墨烯的流出；所述端盖(2)为圆盘形，端盖(2)水平放置在剥离箱(1)的顶部，端盖(2)上关于中心圆心对称设置入料口(21)，入料口(21)用于向剥离箱(1)内部加入石墨烯原料；所述剥离电机(3)安装在剥离箱(1)底部，剥离电机(3)为剥离石墨烯提供动力；所述转动模块(4)竖直设置在剥离箱(1)内部中心，转动模块(4)用于带动剥离模块(6)对石墨烯原料进行剥离；所述筛网(5)为圆盘形，筛网(5)水平安装在剥离箱(1)内部，筛网(5)设置两个，筛网(5)的网孔的直径从上至下逐渐减小，筛网(5)将剥离箱(1)从上至下等分为一级剥离区(12)、二级剥离区(13)和三级剥离区(14)；所述剥离模块(6)等距设置在剥离箱(1)内部，剥离模块(6)设置三个，剥离模块(6)用于对石墨烯原料进行多级剥离。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯制作方法，其特征在于：所述转动模块(4)包括一级转轴(41)、二级转轴(42)、三级转轴(43)、锥形块(44)、支撑轴(45)、摩擦板(46)和支撑弹簧(47)，所述一级转轴(41)、二级转轴(42)和三级转轴(43)从上至下分别依次竖直设置在剥离箱(1)内部，一级转轴(41)、二级转轴(42)、三级转轴(43)均为圆柱体，一级转轴(41)的底部、二级转轴(42)的顶部和底部以及三级转轴(43)的顶部开设矩形凹槽，所述锥形块(44)放置在二级转轴(42)和三级转轴(43)顶部的矩形凹槽中，锥形块(44)通过支撑轴(45)与二级转轴(42)顶部和三级转轴(43)顶部的矩形凹槽的侧壁水平连接，锥形块(44)为四棱台型且锥形块(44)的顶部尺寸大于底部，支撑轴(45)的端部分别穿过一级转轴(41)的底部和二级转轴(42...

【专利技术属性】
技术研发人员：王青，
申请(专利权)人：王青，
类型：发明
国别省市：江苏,32