[发明专利]压燃法制备石墨烯的方法

权利要求书

1.压燃法制备石墨烯的方法是经试验得到的，利用爆轰冲击波及高温高压下物理法剥离石墨烯并迅速降温的工艺条件制备石墨烯机理，其特征在于是：由压燃式反应器、石墨烯真空收集罐、水环式真空泵、节流膨胀管、水池、PLC程序控制器、乙炔提纯设施、乙炔氧气计量仪表、超声波振板等有机结合组成。

2.根据权利要求1所述的压燃法制备石墨烯的方法，其特征在于：使用乙炔欠氧压燃反应产生的碳源，优选乙炔为石墨烯碳源的提供，包括但不限于可燃气体如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯等及可用于压燃反应的甲醇、乙醇、汽油、柴油等。

3.根据权利要求1所述的压燃法制备石墨烯的方法，其特征在于：在压燃反应器内，经重力自由落体对混合气体压缩，到达压缩比超过10时发生爆燃，根据氧气及乙炔占比不同，压燃反应温度可以在500℃～3200℃之间，压燃爆炸压力在1.2～8.0Mpa之间。乙炔含量2.0％～80.0％(vol)之间，氧气含量2.0％～50.0％(vol)之间。

4.根据权利要求1所述的压燃法制备石墨烯的方法，其特征在于：压燃后的气体爆燃的压力、压燃室的温度可以通过调节安全阀的压力设定调整，压燃爆炸力反弹活塞回到的高度按照20倍气体膨胀空间设置，第二次回落再次启动安全阀开启，由气动拉杆提升重力活塞，回复到初始状态，同时，第二次的混合气体吸入，形成一次循环，类同四冲程发动机。重复四冲程循环保持石墨烯连续生产运行。

5.根据权利要求1所述的压燃法制备石墨烯的方法，其特征在于：设置的真空石墨烯收集罐内，乙炔欠氧压燃反应产生的水分形成蒸汽带走热量及产生节流效应等同卡诺循环的节流作用，爆燃反应产生的石墨烯在真空石墨烯收集罐迅速冷却，避免石墨烯回叠及团聚，同时设置真空石墨烯收集罐可以避免排气阀积碳现象。真空石墨烯收集罐是石墨烯量产技术的关键设备。

6.根据权利要求1所述的压燃法制备石墨烯的方法，其特征在于：纳米级的石墨烯形成飞灰，经水环式真空泵被抽出，水环式真空泵的水，是加入分散剂成分，在分散剂溶液中的石墨烯，不容易发生回叠现象，为后续的提纯工艺提供条件。

7.根据权利要求1所述的压燃法制备石墨烯的方法，其特征在于：利用四冲程往复活塞式内燃机和利用试验数据及真空避免积碳弱点改造后替代压燃反应器，可以符合石墨烯的连续生产工艺。