一种水力空化液相剥离制备石墨烯的方法技术

本发明专利技术公开了一种水力空化液相剥离制备石墨烯的方法，所述的方法为：将石墨分散在含有表面活性剂的溶剂中，充分搅拌，得到石墨分散液；用泵将石墨分散液以流量0.5‑50000L/h送入空化元件，维持空化压力0.1‑50Mpa，空化过程中维持体系温度在4‑50℃，得到一次空化的分散液；将所述一次空化的分散液继续通入空化元件，重复空化操作1‑200次，得到循环空化后的分散液；收集循环空化后的分散液，在500‑1000rpm下离心5‑120min，取上层清液，冷冻干燥后即可得到石墨烯粉体。本发明专利技术提供技术设备及操作简单、剥离效率高、产品品质好、能耗低、无环境污染、易于规模化生产，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种水力空化液相剥离制备石墨烯的方法
本专利技术涉及一种水力空化液相剥离制备石墨烯的方法，属于石墨烯制备

技术介绍
石墨烯，厚度仅为一个碳原子的二位层状纳米材料。由于其独特优异的物理化学性能，石墨烯在许多领域都展现出了巨大的应用前景，如电子信息、光子、催化、能源储存等。然而，要实现石墨烯的这些潜在应用，就必须以较低的成本大规模地制备出高品质的石墨烯。近年来，研究者在石墨烯的制备技术上投入了大量的研究精力，取得了显著进步。目前，石墨烯的制备技术主要有化学气相沉积法(CVD)，氧化还原法，外延生长法、电化学法及液相剥离法等。在这些方法中，液相剥离法被认为是最有望实现高品质石墨烯低成本、大规模制备的技术。传统的液相剥离法主要是借助超声波，将石墨直接剥离成石墨烯片层。然而随着研究的深入，人们发现超声液相剥离法得到的石墨烯存在许多缺陷，而且超声技术本身也存在效率低、难以实现大规模工业化生产的缺点。近年来，流体动力学液相剥离法由于其通量高和产品品质好的特点，受到了越来越多的重视。如专利技术专利CN102249222A公布了一种采用射流空化技术制备石墨烯的方法；另外，还有涡流液相剥离、高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水力空化液相剥离制备石墨烯的方法，其特征在于：所述的方法具体按照如下步骤进行：(1)将石墨分散在含有表面活性剂的溶剂中，充分搅拌，得到石墨分散液；所述石墨的初始终浓度为1‑200g/L；(2)将石墨分散液以流量0.5‑50000L/h送入空化元件，调节流量维持空化压力0.1‑50Mpa，空化过程中通过水浴控制体系温度在4‑50℃，得到一次空化的分散液；(3)将所述一次空化的分散液继续送入空化元件，重复步骤(2)的操作1‑200次，得到循环空化后的分散液；(4)收集循环空化后的分散液，在500‑1000rpm下离心5‑120min，取上层清液，冷冻干燥后即可得到石墨烯粉体。

【技术特征摘要】
1.一种水力空化液相剥离制备石墨烯的方法，其特征在于：所述的方法具体按照如下步骤进行：(1)将石墨分散在含有表面活性剂的溶剂中，充分搅拌，得到石墨分散液；所述石墨的初始终浓度为1-200g/L；(2)将石墨分散液以流量0.5-50000L/h送入空化元件，调节流量维持空化压力0.1-50Mpa，空化过程中通过水浴控制体系温度在4-50℃，得到一次空化的分散液；(3)将所述一次空化的分散液继续送入空化元件，重复步骤(2)的操作1-200次，得到循环空化后的分散液；(4)收集循环空化后的分散液，在500-1000rpm下离心5-120min，取上层清液，冷冻干燥后即可得到石墨烯粉体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇辛基苯基醚、吐温20、吐温80、吐温85、聚乙二醇400、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯月桂醚、牛黄脱氧胆酸钠、微晶纤维素、木质素中的一种或任意几种的混合物。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的表面活性剂为吐温20、吐温80、牛黄脱氧胆酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、十二烷基硫酸钠、木质素、聚乙二醇辛基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智亮，计建炳，金海伦，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33