[发明专利]用于制备石墨烯的方法和系统

权利要求书

1.一种制备石墨烯的方法，所述方法包括：

在足以将至少一部分石墨烯氧化物还原成石墨烯的条件下，使至少一种金属单质与包含所述石墨烯氧化物的组合物接触；并且使所述组合物基本上仅仅与所述至少一种金属单质进行反应，其中所述接触步骤包括在4℃至40℃接触，其中所述接触步骤包括在大气压强将所述至少一种金属单质和所述组合物暴露于微波、光辐照、激光、磁场、等离子体辐照或其任意组合。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一种金属单质的形式为金属粉末、碎金属、金属块或其任意组合。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一种金属单质为锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)、镍(Ni)、钴(Co)、锡(Sn)、锆(Zr)、钼(Mo)、锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、铬(Cr)、镉(Cd)、铅(Pb)、铈(Ce)、钛(Ti)、铜(Cu)或其任意组合。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述组合物包括溶剂中的石墨烯氧化物。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述溶剂为水、有机溶剂或其混合物。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述有机溶剂包括二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、四氢呋喃(THF)、甲醇、乙醇、丙酮或其任意组合。

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述接触步骤包括在20℃到40℃的温度接触。

8.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述接触步骤包括在大约25℃的温度接触。

9.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述接触步骤包括接触5分钟到24小时的时间段。

10.如权利要求1-6中任一项所述的方法，进一步包括从所述至少一种金属单质和所述组合物分离所述石墨烯；以及干燥所述石墨烯。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述组合物包括粉末形式的石墨烯氧化物。

12.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述接触步骤包括接触至少24小时的时间段。

13.如权利要求10所述的方法，进一步包括洗涤所述石墨烯。

14.如权利要求13所述的方法，其中洗涤所述石墨烯包括用酸洗涤。

15.一种制备石墨烯的系统，所述系统包括：

外壳，其被配置成接受至少一种金属单质和包含石墨烯氧化物的组合物；

混合器，其被配置为将所述至少一种金属单质和所述组合物在4℃至40℃混合以及使所述组合物基本上仅仅与所述至少一种金属单质进行反应，以将至少一部分所述石墨烯氧化物还原成石墨烯；以及

至少一个能量源，其被配置成在大气压强将所述至少一种金属单质和所述组合物暴露于微波、光辐照、激光、磁场、等离子体辐照或其任意组合。

16.如权利要求15所述的系统，其中所述金属单质的形式为金属粉末、碎金属、金属块或其任意组合。

17.如权利要求15所述的系统，其中所述至少一种金属单质为锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)、镍(Ni)、钴(Co)、锡(Sn)、锆(Zr)、钼(Mo)、锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、铬(Cr)、镉(Cd)、铅(Pb)、铈(Ce)、钛(Ti)、铜(Cu)或其任意组合。