[发明专利]一种生产薄层石墨烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产薄层石墨烯技术领域，尤其涉及一种生产薄层石墨烯的方法。

背景技术

石墨烯是由一层密集的、包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子组成，是世界上最薄的二维材料，具有非常优异的性能：超大的比表面积，理论值为2630m2/g；高强度，是已测材料中强度最高的，达1TPa ，是钢铁的100多倍；电学性能优异，室温下电子迁移率可达2×105cm²/( V·s )；导热率为5300W·m^-1·K^-1，是金刚石的三倍，此外在电磁方面还具有室温量子霍尔效应、铁磁性和超导效应等特殊性质。这些优异的性能使石墨烯在晶体管、太阳能电池、燃料电池、传感器、超级电容器和催化剂载体等领域有良好的应用前景。因此石墨烯的制备成为其实际应用的前提。

目前，关于石墨烯的制备方法已有大量的报道，但是每种方法因自身限制不能成为制备石墨烯的理想方法。现有的方法中存在着制备工艺复杂，耗能大，并且制备的石墨烯存在大量聚集的结构。化学剥离法是宏量制备石墨烯的方法中较简单的方法，目前的操作技术中制备氧化石墨的时间较长且氧化不充分。此外，从氧化石墨到石墨烯制备过程中常见的方法有水合肼还原以及高温热膨胀等方法。但是这两种技术使用的水合肼有毒，环境不友好，且能耗高，制备过程耗时，不适宜工业化生产。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种生产薄层石墨烯的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种生产薄层石墨烯的方法，制备步骤为：

（1）将结晶石墨和研磨介质放入球磨容器中；

（2）将第一和第二溶剂转移到球磨容器中；

（3）使球磨容器旋转球磨，得到变薄的结晶石墨，即薄层石墨烯。

所述研磨介质与结晶石墨的质量比为1：1-80。

所述第一溶剂和第二溶剂包括水、庚烷、乙醇和乙腈中的任意两种，第一溶剂和第二溶剂的体积比为1：1-20。

所述球磨容器旋转2-100小时，研磨容器的旋转速度为约10-225rpm。

结晶石墨的横截面尺寸与最终产品的厚度的比率为100-2000。

本发明的优点是：本发明使用湿球磨法由结晶石墨制得加薄的结晶石墨，具有高的比表面积,优异的物理性能,生产方法简单，提高了生产效率，减少了环境污染，节约能源，此方法绿色简单，且节约时间成本，因此可以进行大规模生产应用，具有广泛的工业应用前景。

具体实施方式

一种生产薄层石墨烯的方法，制备步骤为：

（1）将结晶石墨和研磨介质放入球磨容器中；

（2）将第一和第二溶剂转移到球磨容器中；

（3）使球磨容器旋转球磨，得到变薄的结晶石墨，即薄层石墨烯。

所述研磨介质与结晶石墨的质量比为1：20。

所述第一溶剂和第二溶剂包括水、庚烷、乙醇和乙腈中的任意两种，第一溶剂和第二溶剂的体积比为1：10。

所述球磨容器旋转50小时，研磨容器的旋转速度为约120rpm。

结晶石墨的横截面尺寸与最终产品的厚度的比率为1000。