[发明专利]一种低成本炭质石墨烯片及其制备方法

权利要求书

1.一种低成本炭质石墨烯片的制备方法，其特征在于：包括原料的混合、真空炭化、酸洗、球磨；

（1）原料的混合

将炭质材料与添加剂按比例称取，充分球磨后备用；

所述的炭质材料为煤、焦炭、树脂炭、石墨、竹炭、活性炭中的一种；其中，煤为烟煤、动力煤、无烟煤、主焦精煤、肥精煤、焦精煤、电煤中的一种；焦炭为冶金焦、石油焦、沥青焦、针状焦中的一种；树脂炭为热塑性树脂炭、热固性树脂炭的一种；石墨为微晶石墨、土状石墨、鳞片石墨、人工合成石墨、可膨胀石墨、膨胀石墨、纳米石墨片中的一种；

所述的添加剂为锌粉、铝粉、镁粉、锡粉、钙粉、铜粉、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铜、氧化锡、氧化钙中的一种或两种的混合物；

（2）真空炭化

将步骤（1）所得的混合物放入真空炉中升温至预定温度后保温，冷却至室温后取出；

（3）酸洗

将步骤（2）所得的炭化产物置于盐酸中搅拌，经过滤分离后用去离子水充分洗涤至无Cl^-检测出，然后放入烘箱中进行干燥；

（4）球磨

将步骤（3）所得产物放入球磨机中进行球磨处理。

2.根据权利要求1所述的低成本炭质石墨烯片的制备方法，其特征在于：各步骤的工艺参数如下：

（1）混合工艺参数为：

炭质材料粒度：30～600目

添加剂粒度：30～600目

添加剂纯度：大于99％ 

炭质材料与添加剂质量比为100:10～100:100；

（2）真空炭化工艺参数为：

升温速率：2℃/min–50℃/min

温度：1000℃–2400℃

保温时间：0.1 h–10 h

真空度：1.0×10^-2 Pa–1.0×10⁴ Pa；

（3）酸洗工艺参数为：

盐酸的pH值：1–5

炭化产物与盐酸的质量比：1:1–1:5

搅拌时间：1–5h

搅拌速度：50–1000转/分

干燥温度：110℃–200℃

干燥时间：1h–10h；

（4）球磨工艺参数为：

球磨时间：0.5h–30h

球磨转速：30–1000转/分。

3.一种如权利要求1所述的方法制得的炭质石墨烯片，其特征在于：所制得的石墨烯片的收率大于40％，层数为1～10层、含碳量高于98％、比表面积为50~400m²/g。