[发明专利]一种大规模、超低成本制备高质量石墨烯粉体的绿色方法

权利要求书

1.一种制备高质量石墨烯粉体的绿色方法，其特征在于，包括：

（1）将膨胀石墨加入到含有亲水高分子和碱性试剂的水溶液中并混合，然后经研磨得到石墨浆料；

（2）将所得石墨浆料进行超声处理后静置一定时间，选取上层的石墨烯分散溶液；

（3）在所得石墨烯分散溶液中加入沉淀剂，再经抽滤，得到石墨烯饼；

（4）将所得石墨烯饼经过洗涤和和干燥后，置于保护气氛中在350～800℃下焙烧，得到所述高质量石墨烯粉体。

2.根据权利要求1所述的绿色方法，其特征在于，将亲水高分子溶于超纯水中，再加入碱性试剂，得到含有亲水高分子和碱性试剂的水溶液。

3.根据权利要求1或2所述的绿色方法，其特征在于，所述亲水高分子选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、油酸钠、月桂醇硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、甘胆酸钠、苯扎氯铵、聚乙二醇、聚氧乙烯醚系列、烷醇酰胺系列中的至少一种；所述含有亲水高分子和碱性试剂的水溶液中亲水高分子含量为0.5～20w%。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的绿色方法，其特征在于，所述碱性试剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵、碳酸氢铵、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的至少一种；所述含有亲水高分子和碱性试剂的水溶液中碱性试剂含量为0.5～20 w%。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的绿色方法，其特征在于，所述亲水高分子和碱性试剂的质量比为1：（0.9～1.1）。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的绿色方法，其特征在于，所述石墨浆料中膨胀石墨的含量为2～30wt%。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的绿色方法，其特征在于，在超声处理之前，在所得石墨浆料中加入超纯水进行稀释处理，所述超纯水和石墨浆料的体积比为（1～10）：1，优选为（3～6）：1。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的绿色方法，其特征在于，所述超声处理的功率为1.2～20 kW，时间为0.1～24小时；所述静置的时间为1～48小时。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的绿色方法，其特征在于，所述研磨的线速度为6～15米/秒，时间为0.5～24小时。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的绿色方法，其特征在于，所述沉淀剂选自氯化铁、氯化镁、氯化钙、氯化锌、氯化钡、氯化铝、硫酸铝、聚丙烯酰胺、硫酸铁中的至少一种；所述沉淀剂和石墨烯分散溶液的质量比为1：（10～10000）。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的绿色方法，其特征在于，所述保护气氛为惰性气氛，优选氩气气氛；所述焙烧的时间为2～48小时。