[发明专利]一种利用高压水射流粉碎机制备石墨烯微片材料的方法

摘要

本发明涉及石墨烯材料领域，具体涉及一种利用高压水射流粉碎机制备石墨烯微片材料的方法。先将石墨粉加热预处理，然后均匀分撒，再通过高压水射流粉碎机的一定直径的喷嘴使石墨粉与靶物碰撞粉碎，获得层数在100-300层的分散均匀的石墨烯微片材料,实现了连续、规模化生产层数均匀的石墨烯微片材料，而且产量高、成本低，无污染，层厚满足在橡胶增强、塑料增强、涂料防腐、润滑、污水处理领域的使用要求，有利于推动石墨烯的大规模应用。

主权项

一种利用高压水射流粉碎机制备石墨烯微片材料的方法，其特征在于：先将石墨粉加热预处理，然后均匀分散，再通过高压水射流粉碎机的一定直径的喷嘴使石墨粉与靶物碰撞粉碎，获得层数在100‑300层的分散均匀的石墨烯微片材料，具体方法如下：（1）将重量份为90‑100的石墨粉在加热温度为150℃‑200℃下加热预处理，加热时间为40min ‑60min，得到热膨胀的石墨粉；（2）将步骤（1）得到的石墨粉和重量份为1.0‑2.0的乙醇，重量份为0.5‑1.5的三聚磷酸钾以及重量份为500‑1000的水加入高速混合机中，加入过程中同时以转速200rpm‑500rpm搅拌，搅拌时间5min‑25min，得到分散性良好的石墨粉水溶液；（3）将步骤（2）得到的分散性良好的石墨粉水溶液送入喷嘴直径为1.7mm高压水射流粉碎机的高压储料罐中，高压水射流粉碎机设置了高压泵站，高压泵站以45MPa‑60MPa的压力喷射两股高压水，石墨粉水溶液通过其中一股高压泵站产生的高压水在流态化室获得初始速度，然后在混合室与另一股高压站产生的高压水充分混合，混合后的石墨粉以悬浮状态送到喷嘴，作为载体的高压水通过喷嘴被加速的同时带动石墨粉加速，石墨粉以接近水射流的速度，喷向坚硬的靶物，并与靶物产生强烈碰撞，从而发生粉碎剥离；（4）将步骤（3）得到的物料送入喷嘴直径为1.0mm高压水射流粉碎机的高压储料罐中，通过高压水射流粉碎机将石墨烯初级产物通过喷嘴以接近水射流的速度与坚硬的靶物碰撞、粉碎剥离，经过滤、烘干，得到层数在100‑300层的分散均匀的石墨烯微片材料。