【技术实现步骤摘要】
一种电弧法制备石墨烯的方法
本专利技术碳纳米材料制备
，具体涉及一种电弧法制备石墨烯的方法。
技术介绍
石墨烯是继富勒烯、碳纳米管之后的一种新型碳纳米材料。优异特殊的片层状结构，具有很多优良的性能。在材料、生物、电化学储能，有机光伏材料、发热，透明导电片等诸多领域有着广泛的应用。大批量生产高品质的石墨烯是制约石墨烯价格和生产的重要因素。石墨烯的制备方法主要包括剥离法(微机剥离法，电化学剥离法)，化学合成法，外延生长法，化学气象沉淀法等。电弧放电是一种独立存在的气体自持放电现象，直流电弧等离子体法制备碳纳米材料的基本原理是在缓冲气体或反应性气体气氛下，通过直流放电使气体电离产生高温等离子体，原料材料熔融蒸发，材料蒸汽和周围缓冲气体或者反应气体激烈碰撞形成超细的碳纳米材料。由于电弧放电的设备简单，制备周期短操作方便，可控性高，极快的冷却速度和反应气氛可控的优点，在过去十年里，电弧法已经广发应用于制备各种碳纳米材料，比如碳纳米管，石墨烯，碳纳米球等。随着石墨烯材料在全球的研发热点和广泛的应用领域，电弧法制备石...
【技术保护点】
1.一种电弧法制备石墨烯的方法，使用石墨烯生产设备，所述设备的主体(1)包括柱状反应腔室(2)和腔室内壁(18)，阴极石墨棒和阳极石墨棒(3和4)，石墨烯收集组件，气体输入管路；在放电后，通过气体输入管路向阴极石墨棒和阳极石墨棒之间的空隙输送气体，所述气体包括氢气，氦气和/或氩气，含碳的气体；所述制备方法包括以下步骤：在氮气-氢气气氛下，以石墨棒作为阴阳两极，所述石墨棒水平正对伸入到柱状反应腔室中，多个气体输入管路向内朝向阴极和阳极石磨棒之间的空隙，输入的气体汇聚在阴极和阳极石磨棒之间，通过直流电弧放电，产生石墨烯。/n
【技术特征摘要】
1.一种电弧法制备石墨烯的方法，使用石墨烯生产设备，所述设备的主体(1)包括柱状反应腔室(2)和腔室内壁(18)，阴极石墨棒和阳极石墨棒(3和4)，石墨烯收集组件，气体输入管路；在放电后，通过气体输入管路向阴极石墨棒和阳极石墨棒之间的空隙输送气体，所述气体包括氢气，氦气和/或氩气，含碳的气体；所述制备方法包括以下步骤：在氮气-氢气气氛下，以石墨棒作为阴阳两极，所述石墨棒水平正对伸入到柱状反应腔室中，多个气体输入管路向内朝向阴极和阳极石磨棒之间的空隙，输入的气体汇聚在阴极和阳极石磨棒之间，通过直流电弧放电，产生石墨烯。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含碳的气体包括C1-C3烷烃和/或乙炔，所述C1-C3烷烃选自甲烷，乙烷和丙烷。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体输入管路包括氢气输入管路(16)、氦气和/氩气输入管路(17)、C1-C3烷烃输入管路(14)；优选地，所述气体输入管路还包括乙炔气输入管路(15)；各气体输入管路的出气口朝向阳极和阴极之间电弧的汇聚点。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，各气体输入管路的数量独立地为1-4个；若气体输入管路为1个以上，多个气体输入管路沿着柱状反应腔室的圆周间隔均匀排列。
氢气输入管路(16)和氦气和/或氩气输入管路(17)位于柱状反应腔室中阴极和阳极石墨棒的下方，所述C1-C3烷烃输入管路(14)和/或乙炔输入管路(15)于柱状反应腔室中阳极和阴极石墨棒的上方。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当气体输入管路为氢气输入管路、氦气和/或氩气输入管路，以及C1-C3烷烃输入管路时，氢气、氦气和/或氩气，以及C1-C3烷烃气体的总流量之比为1-2：4-6:1-2，其中氢气的总流速为100-130mL/min；
当气体输入管路为氢气输入管路、氦气和/或氩气输入管路、C1-C3烷烃输入管路和乙炔输入管路时，氢气、氦气和/或氩气、C1-C3烷烃和乙炔气体的总流量之比为1-2：4-6:1-2:0.1-0.2，其中氢气的总流速为100-130mL/min。
6.如权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙福伟，孙清友，
申请(专利权)人：江苏清大际光新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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