The invention relates to a method for cellulose-assisted stripping graphene in a common alkali system. Graphite is used as raw material, after intercalation, mechanical operation is carried out in the alkali solution containing cellulose to realize high yield peeling of graphene and efficient preparation of cellulose-assisted peeling graphene dispersions. (1) intercalation of raw graphite is carried out to enlarge the interlayer spacing of graphite and reduce van der Waals interaction force between graphite layers; (2) intercalation graphite is dissolved in all. Graphene dispersions were obtained by stripping cellulose in the co-alkali system. The invention directly obtains cellulose-assisted peeling graphene dispersion solution, which has high peeling yield and few defects. In addition, the method has low raw material price, safe and controllable peeling method, high efficiency, and effectively solves the key problems of low cost, large-scale preparation, stable dispersion, storage and transportation of graphene. The dispersions obtained by this method can be widely used in the fields of electrode materials, catalytic materials, coating materials and polymer composites.
【技术实现步骤摘要】
一种共碱体系中纤维素辅助剥离石墨烯的方法
本专利技术属于材料
,涉及一种共碱体系中纤维素辅助剥离石墨烯的方法,具体为将原料石墨进行插层得到插层石墨;将所得插层石墨在溶有纤维素的共碱体系中进行剥离,得到纤维素辅助剥离石墨烯分散液。
技术介绍
近十年来,随着对石墨烯及其衍生物材料的不断深入研究,人们对于高质量石墨烯的需求也越来越大,如何高效的合成制备,稳定剥离,方便储运成为制约石墨烯产业发展的巨大障碍。目前,石墨烯的制备技术主要有化学气相沉淀法(CVD),氧化还原法以及液相剥离法等,以上方法各有优劣,例如CVD法所制备石墨烯具有极高品质,但其制备成本居高不下;氧化还原法可以规模化制备还原氧化石墨烯,但是还原后石墨烯缺陷较多,在应用中很难发挥出本征石墨烯的优异特性。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,但由于石墨烯表面的高度惰性以及片间强的π-π相互作用,导致即使长时间的超声剥离条件下其在溶剂中的分散浓度也极其有限。因此,实现液相剥离石墨烯的高效制备,还需要在以下方面获得突破。第一,在保证石墨烯晶体结构完整的前提下减弱片间相互作用进而满足高效剥离;第二,在保证石墨烯本征优异性能前提下提高石墨烯与溶剂之间的相互作用达到稳定分散;第三,在保证石墨烯片稳定分散的前提下提高分散浓度以实现方便运输;基于这些条件才有可能最终实现液相剥离石墨烯材料的大规模工业化生产。本专利技术技术提出了一种共碱体系中纤维素辅助剥离石墨烯的方法。通过插层剂插层来扩大石墨的层间距,削弱层间相互作用力,并在溶有纤维素的共碱溶液中实现石墨烯的高效率、高质量剥离。在溶 ...
【技术保护点】
1.一种共碱体系中纤维素辅助剥离石墨烯的方法,其特征在于具体步骤如下:(1)将原料石墨在氧化剂和强酸的混合液中进行插层处理,得到插层石墨;(2)将步骤(1)得到的插层石墨在溶有纤维素的共碱体系中进行剥离,得到纤维素辅助剥离石墨烯分散液,其中:石墨烯的浓度为10‑100 mg/mL,共碱体系中纤维素的含量为0.05‑2 wt%。
【技术特征摘要】
1.一种共碱体系中纤维素辅助剥离石墨烯的方法,其特征在于具体步骤如下:(1)将原料石墨在氧化剂和强酸的混合液中进行插层处理,得到插层石墨;(2)将步骤(1)得到的插层石墨在溶有纤维素的共碱体系中进行剥离,得到纤维素辅助剥离石墨烯分散液,其中:石墨烯的浓度为10-100mg/mL,共碱体系中纤维素的含量为0.05-2wt%。2.根据权利要求1所述的一种共碱体系中纤维素辅助剥离石墨烯的方法,其特征在于所述的原料石墨为天然石墨或人造石墨,石墨颗粒尺寸为1微米-500微米,石墨碳含量95%以上。3.根据权利要求1所述的一种共碱体系中纤维素辅助剥离石墨烯的方法,其特征在于所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、硝酸钠、高锰酸钾、重铬酸钾、高氯酸钾或硝酸钾中的一种或几种的混合物,强酸为...
【专利技术属性】
技术研发人员:卢红斌,马建华,张佳佳,王鹏,潘绍学,刘沛莹,刘意成,吴天琪,
申请(专利权)人:复旦大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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