[发明专利]一种干粉态下利用交变电场连续剥离制备石墨烯的方法

摘要

本发明提出一种干粉态下利用交变电场连续剥离制备石墨烯的方法，首先将石墨粉预先与表面活性剂分散，通过在一对平行长条金属板之间施加一交变电场，通过高压气流将预分散石墨粉以烟雾状快速通过两平行长条金属板区域，在横向高压气体冲击波以及两金属极板之间形成的纵向交变电场，相互交互振动作用下，石墨粉被快速震荡剥离为石墨烯，实现了干粉态下连续剥离制备高质量石墨烯。该方法没有引入剥离剂，剥离的石墨表面清洁，而且高速气流剥离过程，没有破坏石墨烯的表面结构，并且剥离效率高，保留了石墨烯的物理性能，使产品应用范围更广，操作简单快速，成本较低，制备效率高，利于大规模工业化制备石墨烯。

主权项

一种干粉态下利用交变电场连续剥离制备石墨烯的方法，其特征在于，采用石墨粉作为原料，包括以下步骤：清洗石墨粉，除去杂质后，氩气保护烘干备用；将石墨粉材料和表面活性剂混合放入连续螺杆挤出机，设置连续螺杆反应挤出机温度至60～350℃，挤出压力20～50 MPa，将表面活性剂与石墨粉材料均匀混合减径，得到表面改性石墨细粉；以脉冲冲击波的方式，将所述表面改性石墨细粉用高压气流分散，进入一对平行长条金属板构成的交变电场中，所述表面改性石墨细粉在气流和交变电场的协同振动作用下，完成剥离获得石墨烯粉体材料；其中，所述石墨粉原料为鳞片石墨、膨胀石墨、高取向石墨、热裂解石墨、氧化石墨中的至少一种，所述石墨粉原料粒径小于等于10μm；所述表面活性剂为四甲基碳酸氢铵、四乙基碳酸氢铵、四丁基碳酸氢铵、十二烷基四甲基碳酸胍、十六烷基四甲基碳酸胍、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠以及聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种，所述石墨粉与表面活性剂的质量比为1:0.01‑0.1。