[发明专利]一种石墨烯及其低成本制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯的低成本制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)、将塑料制品破碎或裁切后进行球磨，得到塑料碎片；

(2)、将所述塑料碎片在真空条件下进行高温碳化，并将碳化后得到的粉末块进行球磨，得到碳化粉；

(3)、将所述碳化粉在真空条件下，且通入还原气体和保护气体的条件下进行煅烧；

(4)、将煅烧后的粉末进行洗涤、纯化、干燥处理，得到石墨烯；

所述塑料制品为聚乙烯塑料制品、聚苯乙烯塑料制品或聚丙烯塑料制品；

所述步骤(1)中的塑料碎片的片径为几微米～几百微米；

所述步骤(2)中高温碳化的温度为800～1500℃，碳化时间为5～80min；

所述步骤(3)中煅烧温度为1000～1500℃，煅烧时间为10～80min。

2.根据权利要求1所述的石墨烯的低成本制备方法，其特征在于：所述塑料制品为塑料袋、塑料瓶、塑料皮或塑料膜。

3.根据权利要求1所述的石墨烯的低成本制备方法，其特征在于：所述步骤(1)将塑料制品裁切后进行球磨之前对塑料制品进行清洗，具体清洗步骤包括：

(1.1)、将塑料制品剪切开放入溶剂中置于超声波清洗机中进行清洗，除掉塑料制品表面的污染物；

(1.2)、将清洗后的塑料制品进行破碎或裁切，之后采用溶剂按照步骤(1.1)的方法再次清洗。

4.根据权利要求3所述的石墨烯的低成本制备方法，其特征在于：所述步骤(1.1)中超声频率为100～1000W，超声时间为5～60min。

5.根据权利要求3所述的石墨烯的低成本制备方法，其特征在于：所述步骤(1.1)中所述溶剂为无水乙醇、丙酮、四氢呋喃、乙酸乙酯、乙醚或二甲基甲酰胺。

6.根据权利要求1所述的石墨烯的低成本制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中进行球磨的球料质量比为10：1～100：1。

7.根据权利要求1所述的石墨烯的低成本制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中球磨速度为2000～10000rpm，球磨时间为30～200min。

8.根据权利要求1所述的石墨烯的低成本制备方法，其特征在于：所述步骤(2)、(3)中真空度＜10^-3MPa；所述步骤(2)中得到的碳化粉的粒径为10nm～200nm。

9.根据权利要求1所述的石墨烯的低成本制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中球磨速度为1000～8000rpm，球磨时间为10～150min。

10.根据权利要求1所述的石墨烯的低成本制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中还原气体为氢气或一氧化碳，还原性气体的质量流量为10～200sccm。

11.根据权利要求1所述的石墨烯的低成本制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中保护气体为氮气、氦气、氩气或氖气，保护气体的质量流量为100～800sccm。

12.根据权利要求1所述的石墨烯的低成本制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中进行多次洗涤、纯化、干燥处理；洗涤次数为2～6次；洗涤溶剂为去离子水、无水乙醇、丙酮或乙酸乙酯。

13.根据权利要求1所述的石墨烯的低成本制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中纯化工艺为离心分离、电渗析、抽滤、透析或分子膜过滤中的一种或两种的组合；所述步骤(4)中干燥温度为20～80℃，干燥时间为2～12h。

14.权利要求1～13任一权利要求的制备方法制备得到的石墨烯。