【技术实现步骤摘要】
一种用于制备单层石墨烯的装置系统、单层石墨烯及其制备方法
[0001]本专利技术属于石墨烯
，涉及一种单层石墨烯，尤其涉及一种用于制备单层石墨烯的装置系统、单层石墨烯及其制备方法。
技术介绍
[0002]单个原子厚度的二维蜂窝状晶格结构石墨烯具有优异的光学、电学、力学性能以及超高的理论比表面积，在环境功能材料、储能材料、催化剂、传感器、复合材料等领域均具有巨大的应用潜力。目前，石墨烯的制备方法包括机械剥离法、电化学剥离法、液相剥离法、化学气相沉积法、外延生长法、化学氧化还原法等。
[0003]其中，机械剥离法可以获得单层高质量的石墨烯，但其耗时长、产率极低、片层厚度与尺寸难以控制，无法用于大规模工业生产。电化学剥离法相比机械剥离法具有更高的产率、更薄的片层和更大片层尺寸，但容易生成氧化副产物，且插层不完全难以得到单层石墨烯，存在电解液回收难题，导致难以放大至工业级进行制备。液相剥离法使用高沸点、难去除或强腐蚀性的溶剂，环境负担重，且存在制备的石墨烯片层较小、层数较多、分散性差、聚集严重、产率低等问题，仅适用于部...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于制备单层石墨烯的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括依次连接的预热装置、雾化装置、闪蒸干燥单元和闪热剥离单元；所述闪蒸干燥单元包括依次连接的闪蒸干燥装置和第一气固分离装置；所述闪热剥离单元包括依次连接的闪热剥离装置和第二气固分离装置；所述闪蒸干燥装置与雾化装置连接；所述第一气固分离装置的出料口与闪热剥离装置连接；所述第二气固分离装置的出气口分别独立地与闪蒸干燥装置和闪热剥离装置连接。2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述第一气固分离装置的出气口与预热装置连接；优选地，所述预热装置包括氧化石墨烯浆料池；优选地，所述雾化装置包括高压式雾化装置、离心式雾化装置或超声雾化装置中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述闪蒸干燥装置包括流化床干燥器和/或水平管干燥器；优选地，所述流化床干燥器的内部填充物包括石英砂和/或陶瓷颗粒。3.一种利用如权利要求1或2所述装置系统进行制备单层石墨烯的方法，其特征在于，所述方法包括依次进行的预热、雾化、闪蒸干燥和闪热剥离。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预热的具体过程为：利用预热装置对氧化石墨烯浆料进行预热，得到氧化石墨烯分散液；优选地，所述雾化的具体过程为：将所得氧化石墨烯分散液通入雾化装置，得到氧化石墨烯雾化液滴；优选地，所述闪蒸干燥的具体过程为：将所得氧化石墨烯雾化液滴吹入闪蒸干燥装置，经过水分汽化后，得到氧化石墨烯粉体；优选地，所述闪热剥离的具体过程为：将所得氧化石墨烯粉体连续送入闪热剥离装置，经过热还原和片层剥离后，得到单层石墨烯。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液的浓度为1
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20mg/g。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述闪蒸干燥的温度为100
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400℃；优选地，所述闪蒸干燥的停留时间为20
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300s；优选地，所述闪蒸干燥装置的出口温度为100
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【专利技术属性】
技术研发人员：赖登国，许新海，汪印，
申请(专利权)人：中国科学院城市环境研究所，
类型：发明
国别省市：
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