一种旋转剥离制备石墨烯的方法技术

本申请涉及一种旋转剥离制备石墨烯的方法，属于石墨烯技术领域；方法包括：得到旋转装置，旋转装置包括旋转箱体，旋转箱体包括外壳体和内壳体，外壳体呈圆筒形或类圆筒形，内壳体呈圆筒形或类圆筒形；外壳体套设于内壳体，外壳体和内壳体之间的间隙围合形成容置腔；把粘性液体和石墨物料进行混合，得到待剥离混合物；把待剥离混合物置于容置腔内，后转动旋转箱体，以对石墨材料进行剥离，得到石墨烯；通过将待剥离混合物置于特定的旋转箱体内，箱体在一定转速下旋转，并促使具有流动性的粘性混合料在重力作用下沿着和旋转方向相反的方向运动，经过一定时间的旋转剥离，最终将石墨物料剥离变成石墨烯材料。剥离变成石墨烯材料。剥离变成石墨烯材料。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转剥离制备石墨烯的方法


[0001]本申请涉及石墨烯
，尤其涉及一种旋转剥离制备石墨烯的方法。

技术介绍

[0002]目前，石墨烯制备方法中气相沉淀法成本极高，设备费用昂贵，而最为普遍的石墨烯制备方法为球磨机研磨剥离法和使用氧化剂、还原剂的氧化
‑
还原制备工艺，但球磨机研磨剥离法得到的石墨烯面积较小，同时硬质研磨球的撞击引起石墨烯平面缺陷较多；使用化学试剂的氧化
‑
还原制备方法，由于插层和还原脱除氧原子，使得石墨烯表面缺陷极多，最终性能不佳，此方法生产的石墨烯只能称为“类石墨烯材料”。目前工业生产高质量石墨烯没有成熟方法。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种旋转剥离制备石墨烯的方法，以解决目前工业化制备石墨烯不成熟的问题。
[0004]本申请提供了一种旋转剥离制备石墨烯的方法，所述方法包括：
[0005]得到旋转装置，所述旋转装置包括旋转箱体，所述旋转箱体包括外壳体和内壳体，所述外壳体呈圆筒形或类圆筒形，所述内壳体呈圆筒形或类圆筒形；所述外壳体套设于所述内壳体，所述外壳体和内壳体之间的间隙围合形成容置腔；
[0006]把粘性液体和石墨物料进行混合，得到待剥离混合物；
[0007]把所述待剥离混合物置于所述容置腔内，后转动所述旋转箱体，以对石墨材料进行剥离，得到石墨烯。
[0008]作为一种可选的实施方式，所述外壳体和所述内壳体同轴设置；和/或
[0009]所述外壳体和所述内壳体间的最大间隙值a和所述外壳体的最大半径值b满足如下关系：a≤b；和/或
[0010]所述外壳体和所述内壳体间的最大间隙值a和所述内壳体的最大半径值c满足如下关系：a＞1/4c。
[0011]作为一种可选的实施方式，所述内壳体的外壁和/或所述外壳体的内部设有起伏纹理，所述起伏纹理的最大高度值h和所述外壳体和所述内壳体间的最大间隙值a满足如下关系：h＜10％a。
[0012]作为一种可选的实施方式，所述粘性液体的前体材料包括水溶性前体材料、非水溶性前体材料和双溶性前体材料中的至少一种；
[0013]所述水溶性前体材料包括蔗糖、果糖、葡萄糖和蜂蜜中的至少一种；
[0014]所述非水溶性前体材料包括硬脂酸、固体石蜡、凡士林、聚氯乙烯和聚丙烯酸酯中的至少一种；
[0015]所述双溶性前体材料包括甘油和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。
[0016]作为一种可选的实施方式，所述石墨物料为天然致密晶状石墨、天然鳞片石墨、高
定向热解石墨、膨胀石墨、可膨胀石墨和氧化石墨中的至少一种，和/或
[0017]所述石墨材料的粒径不超过5mm。
[0018]作为一种可选的实施方式，以L为单位计所述粘性液体的体积值V
粘液
和以g为单位计所述石墨物料的质量值W
石墨
满足如下关系：V
粘液
:W
石墨
＝0.05
‑
3；和/或
[0019]所述待剥离混合物的粘度为1
‑
20Pa
·
s。
[0020]作为一种可选的实施方式，所述待剥离混合物在所述容置腔中至少能接触到所述内壳体的底部内壁。
[0021]作为一种可选的实施方式，所述转动为单向转动或双向交替转动；和/或
[0022]所述转动的速度为50r/min
‑
1000r/min。
[0023]作为一种可选的实施方式，所述容置腔内还设有研磨球。
[0024]作为一种可选的实施方式，在对所述石墨物料进行剥离完成后，所述方法还包括：对粘性液体进行去除。
[0025]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0026]本申请实施例提供的该方法，通过将待剥离混合物置于特定的旋转箱体内，箱体在一定转速下旋转，并促使具有流动性的粘性混合料在重力作用下沿着和旋转方向相反的方向运动。粘性混合料由于和箱体接触程度不同，其对粘性混合料有粘接作用，和箱体接触的粘性混合料层级或部位受到阻力最大，远离箱体的粘性液体受到的阻力较小，整体而言箱体会阻碍部分粘性混合物料的运动；而粘性混合物料在重力作用下沿着和箱体旋转方向相反的方向运动，粘性混合物料受到箱体的粘结作用和本身的重力作用方向相反，在粘性混合料内部不同层级或部位之间产生内部拉伸作用，该拉伸作用可对裹挟凝滞在粘性液体中的石墨物料进行不断拉伸和粘结剥离作用，经过一定时间的旋转剥离，最终将石墨物料剥离变成石墨烯材料。
附图说明
[0027]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本申请实施例提供的方法的流程图；
[0030]图2为本申请实施例提供的箱体正面结构示意图1；
[0031]图3为本申请实施例提供的箱体正面结构示意图2；
[0032]图4为本申请实施例提供的箱体正面结构示意图3；
[0033]图5为本申请实施例提供的箱体截面结构示意图；
[0034]图6为本申请实施例提供的待剥离混合物加入体积示意图。
具体实施方式
[0035]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0036]除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0037]自2004年单层石墨烯被成功剥离后，石墨烯因为其在各领域卓越的性质受到科学界的追捧，制备石墨烯成为一项重要工作。尽管经过多年不断开发拓展，目前已经开发出种类繁多的石墨烯剥离方法，如胶带剥离法、外延法、球磨研磨法、气相沉积法、氧化
‑
还原法等，但由于剥离效率过低(胶带剥离法、外延法)或成本过高(气相沉积法)或石墨烯表面缺陷过大及产品质量较低(氧化
‑
还原法)。而石墨烯首次被分离就是采用胶带法，涉及胶带的反复粘合和分离，此方法可以得到高质量的石墨烯材料，也是迄今为止得到的性能最好的石墨烯，因此从上而下的剥离方法，是制备石墨烯的最经典也是潜力最大的方法。
[0038]本专利技术提出一种旋转剥离制备石墨烯的方法，将石墨物料和粘性液体混合成具有一定粘度的混合物料，将一定体积的混合物料置于特制的可旋转箱体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转剥离制备石墨烯的方法，其特征在于，所述方法包括：得到旋转装置，所述旋转装置包括旋转箱体，所述旋转箱体包括外壳体和内壳体，所述外壳体呈圆筒形或类圆筒形，所述内壳体呈圆筒形或类圆筒形；所述外壳体套设于所述内壳体，所述外壳体和内壳体之间的间隙围合形成容置腔；把粘性液体和石墨物料进行混合，得到待剥离混合物；把所述待剥离混合物置于所述容置腔内，后转动所述旋转箱体，以对石墨材料进行剥离，得到石墨烯。2.根据权利要求1所述的旋转剥离制备石墨烯的方法，其特征在于，所述外壳体和所述内壳体同轴设置；和/或所述外壳体和所述内壳体间的最大间隙值a和所述外壳体的最大半径值b满足如下关系：a≤b；和/或所述外壳体和所述内壳体间的最大间隙值a和所述内壳体的最大半径值c满足如下关系：a＞1/4c。3.根据权利要求1所述的旋转剥离制备石墨烯的方法，其特征在于，所述内壳体的外壁和/或所述外壳体的内部设有起伏纹理，所述起伏纹理的最大高度值h和所述外壳体和所述内壳体间的最大间隙值a满足如下关系：h＜10％a。4.根据权利要求1所述的旋转剥离制备石墨烯的方法，其特征在于，所述粘性液体的前体材料包括水溶性前体材料、非水溶性前体材料和双溶性前体材料中的至少一种；所述水溶性前体材料包括蔗糖、果糖、葡萄糖和蜂蜜中的至少一种；所述非水溶性前体材料包括硬脂酸、固体石蜡、凡士林、聚氯乙烯和聚丙烯酸酯中的至少一种；所述双溶性前体材料包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：白万里，寇帆，马慧侠，
申请(专利权)人：中国铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：