CN106219520A - 一种石墨烯制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯的制备方法，属于新材料领域。其配方为膨胀石墨和小分子可汽化物质，工艺步骤为：先将膨胀石墨和小分子可汽化物质按比例混合；使等离子弧发生器的一个电极与膨胀石墨和小分子可汽化物质的混合物接触，另一电极与混合物有一定的间距，等离子弧发生器通过电极产生的高温等离子电弧对膨胀石墨和小分子可汽化物质的混合物进行灼烧，经过灼烧后，小分子可汽化物质快速汽化，小分子可汽化物质汽化时分子间距急剧增大产生极大的膨胀作用力，使膨胀石墨剥离为片状石墨烯。
Description
技术领域：
本发明属于新材料领域，涉及一种石墨烯的制备方法。
背景技术：
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化连接形成的单原子层二维晶体，碳原子规整的排列于蜂窝状点阵结构单元之中。每个碳原子除了以σ键与其他三个碳原子相连之外，剩余的π电子与其他碳原子的π电子形成离域大π键，电子可在此区域内自由移动，从而使石墨烯具有出色的导电性能。同时，这种紧密堆积的蜂窝状结构也是构造其他碳材料的基本单元，单原子层的石墨烯可以包裹形成零维的富勒烯，单层或者多层的石墨烯可以卷曲形成单壁或者多壁的碳纳米管。
石墨烯独特的单原子层结构，决定了其拥有许多优异的物理性质。除具有出色的导电性能外，石墨烯还具有优良的电子传输性质、优异的热传导性能及力学性能和独特的光学性能、磁性能。这些特性使石墨烯在纳米器件、传感器、储氢材料、复合材料、场发射材料等重要领域有着广泛的应用前景。目前应用较为广泛的制备石墨烯的方法大致可以分为以下几类：机械剥离法、外延生长法、化学气相沉积法、化学合成法、氧化石墨烯还原法以及纵向切割碳管法等几种。但是，这些方法中有的存在产率低、可加工性差亦或是破坏结构、影响性能等缺陷，难达到相关行业生产所需。
发明内容：
针对上述现有制备技术的不足，本发明提供了一种制备更方便、易操作、制备完全的方法。
本发明所采用的制备技术方案是：首先是配制膨胀石墨的混合物，其配方为膨胀石墨和小分子可汽化物质，所述小分子可汽化物质可以为水，也可采用其他小分子可汽化的物质。如果以水作为小分子可汽化物质，将膨胀石墨与水以一定比例混合，然后使等离子弧发生器的一个电极与膨胀石墨和小分子可汽化物质的混合物接触，另一电极与混合物有一定的间距，等离子弧发生器通过电极产生高温等离子电弧，并对膨胀石墨和小分子可汽化物质的混合物进行灼烧，经过灼烧后，小分子可汽化物质快速汽化，小分子可汽化物质汽化时分子间距急剧增大产生极大的膨胀作用力，使膨胀石墨剥离为片状石墨烯。
其制备工艺包括以下步骤：
(1)先将膨胀石墨和水按一定比例混合；
(2)使等离子弧发生器的一个电极与膨胀石墨和小分子可汽化物质的混合物接触，另一电极与混合物有一定的间距，等离子弧发生器通过电极产生的高温等离子电弧对膨胀石墨和小分子可汽化物质的混合物进行灼烧，经过灼烧后，小分子可汽化物质快速汽化，小分子可汽化物质汽化时分子间距急剧增大产生极大的膨胀作用力，使膨胀石墨剥离为片状石墨烯。
本发明的有益效果是，提供了一种简单易操作，制备更加完全并且制备效果明显的石墨烯的制备方法。
附图说明：
附图1是本发明的示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步说明，具体的实施方法：
本发明所采用的制备技术方案是：一种石墨烯的制备方法，其配方为膨胀石墨和小分子可汽化物质，所述小分子可汽化物质可以为水，也可采用其他小分子汽化物质的物质。如果以水作为小分子可汽化物质，将膨胀石墨与水以一定比例混合，然后使等离子弧发生器的一个电极与膨胀石墨和小分子可汽化物质的混合物接触，另一电极与混合物有一定的间距，等离子弧发生器通过电极产生的高温等离子电弧对膨胀石墨和小分子可汽化物质的混合物进行灼烧，经过灼烧后，让小分子可汽化物质快速汽化，小分子可汽化物质汽化时分子间距急剧增大产生极大的膨胀作用力，使膨胀石墨剥离为片状石墨烯。
其制备工艺包括以下步骤：
(1)先将膨胀石墨和水按一定比例混合；
(2)使等离子弧发生器的一个电极与膨胀石墨和小分子可汽化物质的混合物接触，另一电极与混合物有一定的间距，等离子弧发生器通过电极产生的高温等离子电弧对膨胀石墨和小分子可汽化物质的混合物进行灼烧，经过灼烧后，小分子可汽化物质快速汽化，小分子可汽化物质汽化时分子间距急剧增大产生极大的膨胀作用力，使膨胀石墨剥离为片状石墨烯。
Claims (4)
1.一种石墨烯制备方法，其特征在于：配方为膨胀石墨与小分子可汽化物质按一定比例的混合。该制备方法步骤如下：
(1)先将膨胀石墨和小分子可汽化物质按一定比例混合；
(2)使等离子弧发生器的一个电极与膨胀石墨和小分子可汽化物质的混合物接触，另一电极与混合物有一定的间距，等离子弧发生器通过电极产生高温等离子电弧，并对膨胀石墨和小分子可汽化物质的混合物进行灼烧，经过灼烧后，小分子可汽化物质快速汽化，小分子可汽化物质汽化时分子间距急剧增大产生极大的膨胀作用力，使膨胀石墨剥离为片状石墨烯。
2.按权利要求1所述的一种石墨烯的制备方法，其特征在于：膨胀石墨和小分子可汽化物质按一定比例混合，得到膨胀石墨和小分子可汽化物质的混合物。
3.按权利要求1所述的一种石墨烯的制备方法，其特征在于：本石墨烯制备方法是利用等离子电弧为热源，或其他高温热源进行灼烧。
4.按权利要求1所述的一种石墨烯的制备方法，其特征在于：本石墨烯制备方法用的小分子可汽化物质可以为水，或者其他小分子可汽化物质。
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