生产石墨烯的方法技术

本发明专利技术涉及石墨烯制备技术领域，具体涉及一种生产石墨烯薄片的方法，该方法包括以下步骤：在含有氢离子的熔盐中，通过石墨电极的电化学腐蚀形成碳质粉末，从熔盐液体中回收得到的碳质粉末，并通过在非氧化气氛中加热所述碳质粉末来热处理所述碳质粉末，以生产包含石墨烯薄片的热处理后的粉末。该方法可以允许高纯度的石墨烯薄片的高生产速率。

【技术实现步骤摘要】
生产石墨烯的方法相关申请的交叉引用本申请为申请日为2015年1月28日、申请号为201580016756.8、名称为“生产石墨烯的方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及通过包括石墨电极的电化学剥落，优选随后在非氧化或还原的环境下加热的工艺生产石墨烯薄片(例如石墨烯纳米薄片)的方法。
技术介绍
术语“碳纳米结构”包括如富勒烯(fullerenes)、碳纳米管(CNTs)、碳纳米纤维、碳纳米颗粒、碳纳米片和石墨烯的结构。特别地，石墨烯拥有许多特别的性能，如高弹道(ballistic)电子迁移率、高热导率、高杨氏模量、高断裂强度和高比表面积。最近，石墨烯基的纳米材料在文献报道中被不同地称为石墨烯、碳纳米片、碳纳米花、碳纳米角、碳纳米壁或石墨烯碳纳米薄片(GNSs)，由于其独特的尺寸、结构和导电性能，吸引了科学界的注意，使其成为许多应用中有前途的候选者。本文中将要涉及的该结构被称为石墨烯薄片或石墨烯纳米薄片。对石墨烯纳米薄片可能的应用包括用于电子场发射器、电化学电容器、电容去离子化的电极材料、锂离子电池的阳极材料、催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产石墨烯薄片的方法，该方法包括以下步骤：/n(a)在含有氢离子的熔盐中，通过石墨电极的电化学腐蚀形成碳质粉末，/n(b)从熔盐液体中回收得到的碳质粉末，以及/n(c)通过在非氧化气氛中加热碳质粉末来热处理碳质粉末，以生产包含石墨烯薄片的热处理粉末。/n

【技术特征摘要】
20140214 GB 1402650.41.一种生产石墨烯薄片的方法，该方法包括以下步骤：
(a)在含有氢离子的熔盐中，通过石墨电极的电化学腐蚀形成碳质粉末，
(b)从熔盐液体中回收得到的碳质粉末，以及
(c)通过在非氧化气氛中加热碳质粉末来热处理碳质粉末，以生产包含石墨烯薄片的热处理粉末。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述熔盐包含锂、钠或钾的卤化盐。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在石墨电极的电化学腐蚀过程中，所述熔盐的温度高于800℃。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在石墨电极的电化学腐蚀过程中，所述熔盐与干气体接触，所述干气体包含惰性气体和氢气。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述惰性气体为氩气或氮气。


6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，熔盐和碳质粉末通过包括以下步骤的方法回收：冷却和固化熔盐，并从碳质粉末上清洗下固化盐。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，该方法还包括将清洗过的碳质材料进行真空过滤的步骤。


8.根据权利要求1、2和7中任意一项所述的方法，其中，所述碳质粉末包括热处理步骤之前的金属氢化物化合物，所述金属氢化物中的金属种类来自于熔盐。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述金属氢化物化合物包括氢化锂。


10.根据权利要求1、2、7和9中任意一项所述的方法，其中，在还原气氛中，通过加热至高于1000℃的温度，对所述碳质粉末进行热处理。


11.根据权利要求10所述的方法，其中，通过加热至1250℃+/-50℃的温度，对所述碳质粉末进行热处理。


12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述还原气氛为还原性气体气氛。


13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述还原气氛为包含氮气和氢气的混合物的气氛。


14.根据权利要求1、2、7、9、11、12和13中任意一项所述的方法，其中，在低压环境下，通过加热对所述碳质粉末进行热处理。


15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述低压环境为真空或部分真空。


16.根据权利要求1、2、7、9、11、12、13和15中任意一项所述的方法，其中，所述石墨烯薄片为具有大于200nm的横向尺寸的石墨烯纳米薄片。


17.根据权利要求1、2、7、9、11、12、13和15中任意一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·弗雷，A·卡迈利，
申请(专利权)人：剑桥企业有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB