一种石墨烯制备方法技术

本发明专利技术属于石墨烯制备制造技术领域，具体的说是一种石墨烯制备方法；该制备方法包括如下步骤：获取碳材，对碳材进行碾压，以形成结构分散、较为粉碎的石墨颗粒；将石墨颗粒进行高温氧化，温度为600℃及以上，以形成氧化石墨颗粒；将氧化石墨颗粒投入到石墨烯制备系统中，开启石墨烯制备系统，使石墨烯制备系统对氧化石墨颗粒进行微波辐照和震颤，以形成所需的石墨烯；待产生石墨烯后，对石墨烯进行收集；本发明专利技术通过优化了石墨烯制备方法，可使氧化石墨颗粒快速被微波辐照并还原为石墨烯，制备速度快，同时，本发明专利技术可快速并收集石墨烯，避免了被剥离的石墨烯继续升温而变形、翘曲，提高了石墨烯制备的效率和石墨烯制备的质量。

A preparation method of graphene

The invention belongs to the technical field of graphene preparation and manufacturing, in particular to a method for preparing graphene, which comprises the following steps: obtaining carbon material, rolling the carbon material to form graphite particles with dispersed structure and relatively crushed structure; oxidizing the graphite particles at high temperature of 600 degrees Celsius or above to form graphite particles. Graphite oxide particles; graphene oxide particles are put into the graphene preparation system to open the graphene preparation system, so that the graphene preparation system microwave irradiation and tremor of the graphene oxide particles to form the required graphene; graphene is collected after graphene is produced; graphene is optimized by the present invention. The preparation method can make the graphite oxide particles rapidly irradiated by microwave and reduced to graphene, and the preparation speed is fast. At the same time, the invention can quickly collect graphene, avoid the deformation and warping of the stripped graphene, improve the efficiency of graphene preparation and the quality of graphene preparation.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯制备方法
本专利技术属于石墨烯制备制造
，具体的说是一种石墨烯制备方法。
技术介绍
单层石墨由于其大的比表面积，优良的导电、导热性能和低的热膨胀系数而被认为是理想的材料。尤其是其高导电性质，大的比表面性质和其单分子层二维的纳米尺度的结构性质，可在超级电容器和锂离子电池中用作电极材料。石墨烯的制备工艺有：机械剥离法、化学气相沉积法、外延晶体生长法、氧化还原法等。机械剥离法，是利用机械剥离石墨获得纯石墨烯片体，但因产量过低而无法进行大规模生产。化学气相沉积法或外延晶体成长法，是利用通入热裂解的碳氢化合物气源并沉积在镍片或铜片上以制备石墨烯，其特色为可制备出大面积单层或多层石墨烯，但其缺点为均匀性与厚度难以控制；另外，于绝缘体基材上生长石墨烯，例如于碳化硅表面可生长极薄的石墨烯，其缺点为价格昂贵且难以制备大面积。传统的氧化还原法，则是利用石墨粉或石墨纤维以硫酸与硝酸等强氧化剂或其他氧化处理的化学剥离产生官能化石墨氧化物，再利用高温炉以1100℃至1250℃的高温，使氧化石墨复合物迅速膨胀剥离，但如若被剥离的石墨烯未能被快速收集，容易产生变形和翘曲，使得石墨烯质量良莠不齐；同时，被剥离的石墨烯在高温的空气中，容易被燃烧甚至易引起火患，为生产石墨烯的工业化应用带来了潜在的安全威胁。鉴于此，本专利技术所述的一种石墨烯制备方法，本专利技术通过石墨烯制备系统改良了石墨烯制备方法，使在制备石墨烯时，氧化石墨颗粒可以被快速剥离成石墨烯，同时，被剥离出来的石墨烯可被快速及时收集，避免了被剥离的石墨烯继续升温而变形和翘曲，提高了石墨烯制备的效率和石墨烯制备的质量。
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备方法，本专利技术主要用于石墨烯的制备。本专利技术通过石墨烯制备系统优化了石墨烯制备方法，可使氧化石墨颗粒快速被微波辐照，使氧化石墨颗粒蓬松并还原为粉末状的石墨烯，制备速度快，几分钟即可完成，产生的石墨烯可被快速及时的收集，避免了被剥离的石墨烯继续升温而变形和翘曲，提高了石墨烯制备的效率和石墨烯制备的质量。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备方法，该制备方法包括如下步骤：步骤一：获取碳材，对碳材进行碾压，以形成结构分散、较为粉碎的石墨颗粒；步骤二：将步骤一获得的石墨颗粒进行高温氧化，温度为600℃及以上，以形成氧化石墨颗粒；步骤三：将步骤二中获得的氧化石墨颗粒从进料漏斗处投入到石墨烯制备系统中，开启石墨烯制备系统，使抽风机抽风产生负压和风力，风力驱动叶轮转动，使叶轮通过涡轮蜗杆传动组件带动凸轮转动，使凸轮敲击放置架使放置架上的氧化石墨颗粒产生震颤，同时，使微波发生器对震颤氧化石墨颗粒微波幅照，使氧化石墨颗粒变为黑色彭松的石墨烯粉末，形成所需的石墨烯；步骤四：待步骤三制备并产生石墨烯后，抽风机持续产生的负压，将使粉末状的石墨烯透过漏孔从出料口出来，对石墨烯进行收集；所述步骤三中的石墨烯制备系统包括腔体、进料漏斗、微波发生器、放置架、支撑弹簧、震荡单元和抽风机，所述腔体的内部为反应腔，腔体的下端设置有出料口；所述进料漏斗位于腔体的上端，进料漏斗与腔体相连，进料漏斗为石墨颗粒进入反应腔的入口；所述微波发生器位于腔体的内壁上，微波发生器用于对氧化石墨颗粒进行微波幅照；所述支撑弹簧位于腔体的下部，支撑弹簧用于支撑放置架；所述放置架位于腔体的中部，放置架上开设有供石墨烯漏下的漏孔，放置架用于放置氧化石墨颗粒；所述震荡单元位于放置架的下端，震荡单元用于使放置架上的氧化石墨颗粒产生震颤；所述抽风机位于腔体的底部，抽风机用于将反应腔内的石墨烯吸出，同时，抽风机为震荡单元震颤提供动力。所述进料漏斗包括滚动体和漏斗，所述滚动体中间凹空，滚动体与腔体滚动连接；所述漏斗位于滚动体的中间凹空处，漏斗与滚动体固定为一体，且漏斗的内壁上设置有螺旋槽口；所述螺旋槽口位于漏斗下端面的边缘处。工作时，将氧化石墨颗粒从进料漏斗中投入，在投料过程中，氧化石墨颗粒会对漏斗施加向下的力使漏斗上表面受力不均，因滚动体与腔体为滚动连接，漏斗将力传给滚动体，滚动体在腔体上各向摆动，从而使得漏斗跟随滚动体四处摆动，使得氧化石墨颗粒在落到放置架上时较为均匀，有利于氧化石墨颗粒可以充分均匀的接受微波幅照，氧化还原速度增快，提高了石墨烯的生产速度。所述放置架的上端面设置有挡料板，且放置架边缘处的挡料板向放置架的回转中心倾斜15°～35°。工作时，在进料漏斗较为均匀的将氧化石墨烯颗撒入放置架上端面上时，挡料板将氧化石墨颗粒分割成不同区域，可使震颤的放置架不会将氧化石墨颗粒都聚集到一起，避免反应先得到的石墨烯都聚集在一起，避免聚集在一起的石墨烯升温而燃烧；同时将挡料板为倾斜状放置，在氧化石墨颗粒上下颤动受到倾斜放置的挡料板的阻隔后产生水平方向上的位移，有利于氧化石墨颗粒的均匀分散；有利于氧化石墨颗粒震颤均匀，使得氧化石墨颗粒氧化还原速度增快，提高了石墨烯的生产速度。所述震荡单元包括叶轮、涡轮蜗杆传动组件和凸轮，所述叶轮位于腔体的下部；所述涡轮蜗杆组件位于腔体外侧，涡轮蜗杆传动组件用于将叶轮转动的动能传到凸轮上，驱使凸轮转动敲击放置架。工作时，在抽风器工作时产生向下的风力，叶轮受到风力的作用而转动，转动的叶轮通过涡轮蜗杆传动组件驱动凸轮转动，凸轮间歇式的敲击放置架，使放置架震颤，同时放置架上的支撑弹簧被拉长、压缩，使放置架产生大幅度的上下摆动，使未被氧化还原的氧化石墨颗粒处于石墨烯上方，石墨烯处于氧化石墨颗粒下方有利于粉末状的石墨烯从漏孔处下漏，既有利于粉末状的石墨烯被快速收集，也有利于氧化石墨颗粒可以充分均匀的接受微波幅照，使氧化石墨颗粒的氧化还原速度增快，提高了石墨烯的生产速度。所述凸轮上设置有弹性敲击板；所述弹性敲击板设置有多个，敲击板均布于凸轮边缘，弹性敲击板包括固定头、弹簧一和敲击头；所述弹簧一的一端与固定头固连，弹簧一的另一端与敲击头固定连接；所述固定头固定于凸轮边缘处；所述敲击头的一端延伸至凸轮外侧，且位于凸轮外侧的敲击头为自由端。工作时，凸轮转动，凸轮带动弹性敲击板摆动，弹性敲击板具有弹性作用，弹性敲击板不停的敲击放置架，因凸轮的边缘距离放置架的远近不同，使得处于不同位置的弹性敲击板敲击放置架的幅度也不同，密集的敲击可使放置架在上下摆动的同时产生剧烈震颤，放置架上的氧化石墨颗粒可以被充分均匀的接受微波幅照，可快速使氧化石墨颗粒蓬松粉碎，使得氧化还原速度增快，提高了石墨烯的生产速度；同时，放置架的剧烈震颤可以很容易的将粉末状的石墨烯从漏孔漏出而进入出料口处，使得石墨烯可以快速及时被收集。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制备方法，本专利技术通过石墨烯制备系统优化了石墨烯制备方法，可使氧化石墨颗粒快速被微波辐照而蓬松，并还原为粉末状的石墨烯，制备速度快，几分钟即可完成；同时，本专利技术可快速及时收集制备的石墨烯，避免被剥离的石墨烯继续升温而变形和翘曲，提高了石墨烯制备的效率和石墨烯制备的质量。2.本专利技术所述的一种石墨烯制备方法，本专利技术通过进料漏斗、放置架、微波发生器、震荡单元的相互作用，进料漏斗可较为均与的将氧化石墨颗粒洒在放置架上，震荡单元驱动放置架产生剧烈震颤，使得氧化石墨颗可以快速且均匀的被微波幅照，同时，放置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：步骤一：获取碳材，对碳材进行碾压，以形成结构分散、较为粉碎的石墨颗粒；步骤二：将步骤一获得的石墨颗粒进行高温氧化，温度为600℃及以上，以形成氧化石墨颗粒；步骤三：将步骤二中获得的氧化石墨颗粒投入到石墨烯制备系统中，开启石墨烯制备系统，使石墨烯制备系统对氧化石墨颗粒进行微波辐照和震颤，以形成所需的石墨烯；步骤四：待步骤三制备并产生石墨烯后，对石墨烯进行收集；所述步骤三中的石墨烯制备系统包括腔体(1)、进料漏斗(2)、微波发生器(3)、放置架(4)、支撑弹簧(5)、震荡单元(6)和抽风机(7)，所述腔体(1)的内部为反应腔，腔体(1)的下端设置有出料口(11)；所述进料漏斗(2)位于腔体(1)的上端，进料漏斗(2)与腔体(1)相连，进料漏斗(2)为石墨颗粒进入反应腔的入口；所述微波发生器(3)位于腔体(1)的内壁上，微波发生器(3)用于对氧化石墨颗粒进行微波幅照；所述支撑弹簧(5)位于腔体(1)的下部，支撑弹簧(5)用于支撑放置架(4)；所述放置架(4)位于腔体(1)的中部，放置架(4)上开设有供石墨烯漏下的漏孔(41)，放置架(4)用于放置氧化石墨颗粒；所述震荡单元(6)位于放置架(4)的下端，震荡单元(6)用于使放置架(4)上的氧化石墨颗粒产生震颤；所述抽风机(7)位于腔体(1)的底部，抽风机(7)用于将反应腔内的石墨烯吸出，同时，抽风机(7)为震荡单元(6)震颤提供动力。...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：步骤一：获取碳材，对碳材进行碾压，以形成结构分散、较为粉碎的石墨颗粒；步骤二：将步骤一获得的石墨颗粒进行高温氧化，温度为600℃及以上，以形成氧化石墨颗粒；步骤三：将步骤二中获得的氧化石墨颗粒投入到石墨烯制备系统中，开启石墨烯制备系统，使石墨烯制备系统对氧化石墨颗粒进行微波辐照和震颤，以形成所需的石墨烯；步骤四：待步骤三制备并产生石墨烯后，对石墨烯进行收集；所述步骤三中的石墨烯制备系统包括腔体(1)、进料漏斗(2)、微波发生器(3)、放置架(4)、支撑弹簧(5)、震荡单元(6)和抽风机(7)，所述腔体(1)的内部为反应腔，腔体(1)的下端设置有出料口(11)；所述进料漏斗(2)位于腔体(1)的上端，进料漏斗(2)与腔体(1)相连，进料漏斗(2)为石墨颗粒进入反应腔的入口；所述微波发生器(3)位于腔体(1)的内壁上，微波发生器(3)用于对氧化石墨颗粒进行微波幅照；所述支撑弹簧(5)位于腔体(1)的下部，支撑弹簧(5)用于支撑放置架(4)；所述放置架(4)位于腔体(1)的中部，放置架(4)上开设有供石墨烯漏下的漏孔(41)，放置架(4)用于放置氧化石墨颗粒；所述震荡单元(6)位于放置架(4)的下端，震荡单元(6)用于使放置架(4)上的氧化石墨颗粒产生震颤；所述抽风机(7)位于腔体(1)的底部，抽风机(7)用于将反应腔内的石墨烯吸出，同时，抽风机(7)为震荡单元(6)震颤提供动力。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯制...

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