高效研磨体剥离制备石墨烯的方法技术

本发明专利技术属于新材料制备领域，公开了一种高效研磨体剥离制备石墨烯的方法，包括将高效研磨体、水和石墨投入球磨机混合，20～35 rpm，研磨剥离充分，得到石墨烯粉。本发明专利技术的一些实例，通过使用高效研磨体以特定范围的频率进行研磨，可以高效地将石墨剥离为石墨烯；通过控制研磨时间，可以得到不同层数的石墨烯材料；通过调整研磨的频率可以进一步获得不同层数的石墨烯。石墨烯。

【技术实现步骤摘要】
高效研磨体剥离制备石墨烯的方法


[0001]本专利技术涉及新材料的制备工艺，特别涉及一种剥离制备石墨烯的方法。

技术介绍

[0002]石墨烯一种极具潜力的碳材料，是少于10层石墨材料的统称，因其具有优良的电学、热学和机械性能，日益受到人们的关注。
[0003]随着石墨烯研究的进展，人们已经开发出了多种石墨烯的制备工艺。目前主要的方法有剥离法、化学气相沉积法、还原氧化石墨法、外延生长法、溶液合成法、刨开纳米管法等。不同的方法具有不同的优势。众多的方法中，剥离法成本低廉，环境友好，对于制备某些用途的石墨烯是非常适用的方法。现有的剥离法主要有高定向热解石墨法、热膨胀法、电化学法、溶剂剥离法等。未有通过研磨剥离制备石墨烯的报导。
[0004]丁氏高效研磨体是专利技术人在先开发的一种研磨体(专利号ZL00111318.6)，该研磨体为上下对称的四棱台，各平面间通过弧面过渡连接，其长度方向两端的棱夹角为55
°
，宽度方向两端的棱夹角为65
°
，其长、宽、高符合如下的对应关系：宽等于长乘以0.828，高等于宽乘以0.388。丁氏高效研磨体具有较高的研磨效率。CN108043528B使用特定的丁氏高效研磨体级配，制备得到了颗粒分布更窄的亚微米级颗粒。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种使用高效研磨体剥离制备石墨烯的方法。
[0006]本专利技术所采取的技术方案是：一种高效研磨体剥离制备石墨烯的方法，包括如下步骤：将高效研磨体、水和石墨投入球磨机混合，所述高效研磨体为上下对称的四棱台，各平面间通过弧面过渡连接，其长度方向两端的棱夹角为55
°
，宽度方向两端的棱夹角为65
°
，其长、宽、高符合如下的对应关系：宽等于长乘以0.828，高等于宽乘以0.388；启动球磨机，设置转速不高于35 rpm，研磨剥离充分，得到石墨烯粉。
[0007]在一些实例中，转速为20～35 rpm。
[0008]在一些实例中，所述石墨的厚度为5～20μm。
[0009]在一些实例中，所述高效研磨体的级配为：长度为10mm的研磨体 45%，长度为15mm 的研磨体 25%，长度为20mm的研磨体 15%，长度为25mm的研磨体 10%，长度为30mm的研磨体 5%。
[0010]在一些实例中，所述高效研磨体和石墨的质量混合比为50：(5～10)。
[0011]在一些实例中，所述石墨和水的质量混合比为(5～10)：(8～12)。
[0012]在一些实例中，所述石墨和水的质量混合比为5：8。
[0013]在一些实例中，所述研磨体的材质为钢质、高铝质或氧化锆质。
[0014]在一些实例中，研磨剥离过程中，还添加有适量的石墨烯分散剂。
[0015]在一些实例中，述石墨烯分散剂选自澳达粉体分散剂AD8085、科莱恩PCE。
[0016]在一些实例中，所述研磨的时间不少于10 h。
[0017]本专利技术的有益效果是：本专利技术的一些实例，通过使用丁氏高效研磨体以特定范围的频率进行研磨，可以高效地将石墨剥离为石墨烯。
[0018]本专利技术的一些实例，通过控制研磨时间，可以得到不同层数的石墨烯材料。
[0019]本专利技术的一些实例，通过调整研磨的频率(球磨机的转速)，可以进一步获得不同层数的石墨烯。
附图说明
[0020]图1是实施例1研磨前的石墨电镜照片；图2是实施例1研磨后得到的石墨烯电镜照片；图3是实施例1研磨后得到的石墨烯的拉曼图；图4是实施例2研磨后得到的石墨烯的拉曼图；图5是实施例3研磨后得到的石墨烯的拉曼图；图6是实施例4研磨后得到的石墨烯的拉曼图；图7是实施例1研磨后得到的石墨烯的原子力显微镜照片；图8是实施例2研磨后得到的石墨烯的原子力显微镜照片；图9是实施例3研磨后得到的石墨烯的原子力显微镜照片；图10是实施例4研磨后得到的石墨烯的原子力显微镜照片。
具体实施方式
[0021]一种高效研磨体剥离制备石墨烯的方法，包括如下步骤：将高效研磨体、水和石墨投入球磨机混合，所述的高效研磨体为上下对称的四棱台，各平面间通过弧面过渡连接，其长度方向两端的棱夹角为55
°
，宽度方向两端的棱夹角为65
°
，其长、宽、高符合如下的对应关系：宽等于长乘以0.828，高等于宽乘以0.388；启动球磨机，设置转速不高于35 rpm，研磨剥离充分，得到石墨烯粉。
[0022]在一些实例中，转速为20～35 rpm。
[0023]在一些实例中，所述石墨的厚度为5～20μm。
[0024]在一些实例中，所述研磨体的级配为：长度为10mm的研磨体 45%，长度为15mm 的研磨体 25%，长度为20mm的研磨体 15%，长度为25mm的研磨体 10%，长度为30mm的研磨体 5%。
[0025]在一些实例中，所述研磨体和石墨的质量混合比为50：(5～10)。具体的混合比可以根据研磨的效果进行相应的调整。
[0026]在一些实例中，所述石墨和水的质量混合比为(5～10)：(8～12)。具体的混合比可以根据剥离的效果进行相应的调整。
[0027]在一些实例中，所述石墨和水的质量混合比为5：8。
[0028]高效研磨体的材质没有特别的要求，可以是常规的材料做成，优选那些不易磨损的材料制成。在一些实例中，所述研磨体的材质为钢质、高铝质或氧化锆质。
[0029]为了更好地分散麻烦得到的石墨烯，在一些实例中，研磨剥离过程中，还添加有适
量的石墨烯分散剂。
[0030]在一些实例中，述石墨烯分散剂选自澳达粉体分散剂AD8085、科莱恩PCE等常见的粉体分散剂。
[0031]在一些实例中，所述研磨的时间不少于10 h。具体的剥离时间可以根据研磨结果进行相应的调整。
[0032]下面结合实施例，进一步说明本专利技术的技术方案。
[0033]方便比较起见，以下实施例中使用的高效研磨体级配为长度为10mm的研磨体 45%，长度为15mm 的研磨体 25%，长度为20mm的研磨体 15%，长度为25mm的研磨体 10%，长度为30mm的研磨体 5%。研磨体为上下对称的四棱台，各平面间通过弧面过渡连接，其长度方向两端的棱夹角为55
°
，宽度方向两端的棱夹角为65
°
，其长、宽、高符合如下的对应关系：宽等于长乘以0.828，高等于宽乘以0.388。
[0034]实施例1：将48 kg 高效研磨体，5kg 石墨(8 μm)，8 kg水，适量澳达粉体分散剂AD8085，于球磨机中混合，控制球磨机的转速为 35 rpm，研磨时间18 h。
[0035]实施例2：将50 kg 高效研磨体，6kg 石墨(8 μm)，9 kg水，适量科莱恩PCE、于球磨机中混合，控制球磨机的转速为 30 rpm，研磨时间22 h。
[0036]实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效研磨体剥离制备石墨烯的方法，包括如下步骤：将高效研磨体、水和石墨投入球磨机混合，所述高效研磨体为上下对称的四棱台，各平面间通过弧面过渡连接，其长度方向两端的棱夹角为55
°
，宽度方向两端的棱夹角为65
°
，其长、宽、高符合如下的对应关系：宽等于长乘以0.828，高等于宽乘以0.388；启动球磨机，设置转速不高于35 rpm，研磨剥离充分，得到石墨烯粉。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述转速为20～35 rpm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述高效研磨体的级配为：长度为10mm的研磨体 45%，长度为15mm 的研磨体 25%，长度为20mm的研磨体 15%，长度为25mm的研磨体 10%，长度为30m...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁民修，
申请(专利权)人：丁民修，
类型：发明
国别省市：