CN115108548A - 一种电脉冲高温制备石墨烯的方法及其装置 - Google Patents

一种电脉冲高温制备石墨烯的方法及其装置 Download PDF

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CN115108548A CN202210769985.9A CN202210769985A CN115108548A CN 115108548 A CN115108548 A CN 115108548A CN 202210769985 A CN202210769985 A CN 202210769985A CN 115108548 A CN115108548 A CN 115108548A
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邱绍杰
刘锦
廖尚烨
杨龙杰
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Abstract

本发明涉及一种电脉冲高温制备石墨烯的方法及其装置，方法包括以下步骤：将含碳粉末装入反应导管内；将导电电极顶靠所述金属丝团从而压紧所述含碳粉末；驱动所述导电电极在1ms－100kms的电脉冲期间导电，使所述金属丝团和所述含碳粉末产热并达到1500K～3500K，制得石墨烯。装置包括：反应导管；金属丝团；导电电极；储能电路；控制电路，以及包括若干工位，一个工位用于向所述反应导管中导入含碳粉末，一个工位用于在所述反应导管的两端放入金属丝团，一个工位用于将导电电极顶靠所述金属丝团，一个工位用于测量所述金属丝团和所述含碳粉末的总电阻R，其中一个工位用于驱动所述控制电路使其开始工作。

Description

一种电脉冲高温制备石墨烯的方法及其装置
技术领域
本发明涉及石墨烯制备领域，具体指有一种电脉冲高温制备石墨烯的方法及其装置。
背景技术
石墨烯(Graphene)是一种以Sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，其优异的光学、电学、力学、热学特性，被认为是一种未来革命性的材料。
但石墨烯的制备一直以来是制约石墨烯发展的技术关键。现有市面上制备石墨烯已有一系列的物理方法和化学方法，但存在制备缓慢、制备量少、性能不稳定等难题，制备设备和生产工艺较复杂，单一性差，制备成本较高、价格较贵，难以满足大规模市场需求。
针对上述的现有技术存在的问题设计一种电脉冲高温制备石墨烯的方法及其装置是本发明研究的目的。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种电脉冲高温制备石墨烯的方法及其装置，能够有效解决上述现有技术存在的问题。
本发明的技术方案是：
一种电脉冲高温制备石墨烯的方法，包括以下步骤：
将含碳粉末装入反应导管内；
在所述反应导管的两端放入金属丝团或石墨棒从而定位所述含碳粉末于所述反应导管的中部；
将导电电极顶靠所述金属丝团从而压紧所述含碳粉末；
驱动所述导电电极在1ms－100kms的电脉冲期间导电，使所述金属丝团和所述含碳粉末产热并达到1500K～3500K，制得石墨烯。
进一步地，用石墨棒替代所述金属丝团。
进一步地，所述驱动所述导电电极在1ms－100kms的电脉冲期间导电，使所述金属丝团和所述含碳粉末产热并达到1500K～3500K包括：
对储能电路进行储能；
在1ms－100kms的电脉冲期间，导通所述储能电路和所述导电电极；
使所述金属丝团和所述含碳粉末接受所述储能电路中所储存的电能从而产热并达到1500K～3500K。
进一步地，所述储能电路包含电容组，所述对储能电路进行储能包括：
将所述电容组接入电压源，调节电压源的电压使所述电容组升压并储能。
进一步地，所述对储能电路进行储能包括：
测量所述含碳粉末和金属丝团或石墨棒的总电阻R，根据所述总电阻R计算所述储能电路需要的储能量Q，根据储能量Q对所述储能电路进行储能。
进一步地，若所述含碳粉末为高阻值材料，所述将含碳粉末装入反应导管内之前，包括以下步骤：
将导电碳粉与所述含碳粉末均匀混合。
进一步地，所述导电碳粉占所述含碳粉末和所述导电碳粉总质量的10－90％。
进一步提供一种电脉冲高温制备石墨烯的装置，包括：
反应导管，所述反应导管用于容纳含碳粉末；
金属丝团，数量为两个，放置于所述反应导管内；
导电电极，数量为两个，分别从所述反应导管的两端伸入并顶靠在相应的金属丝团；
储能电路，连接至所述导电电极；
控制电路，用于发出1ms－100kms的电脉冲，使所述储能电路与所述导电电极连通，进而在1ms－100kms的电脉冲期间使所述金属丝团和所述含碳粉末产热并达到1500K～3500K。
进一步地，包括若干工位，其中一个工位用于向所述反应导管中导入含碳粉末，其中一个工位用于在所述反应导管的两端放入金属丝团从而定位所述含碳粉末于所述反应导管的中部，其中一个工位用于将导电电极顶靠所述金属丝团从而压紧所述含碳粉末，其中一个工位用于测量所述金属丝团和所述含碳粉末的总电阻R，其中一个工位用于驱动所述控制电路使其开始工作。
进一步地，所述控制电路包括定时器和开关，所述定时器连接所述开关，所述定时器用于定时1ms－100kms使得所述开关闭合1ms－100kms。
因此，本发明提供以下的效果和/或优点：
(1)本发明提供的方法生产耗时短：放电使碳源和金属丝团作为发热源，在极短的时间内达到1500K－3500K的温度，就可将非晶碳转化为涡轮堆叠的石墨烯，从而简化了制备流程，解决了石墨烯产业化的一个痛点。
(2)流程绿色且环保：生产过程中不释放对环境产生有害气体，属于是一种绿色、环保、快捷的技术。
(3)降低了石墨烯的生产成本：目前石墨烯价格昂贵，而本项目中，对石墨烯的制备技术，可实现将任何来源的碳，无论是石油焦碳、煤炭、碳黑、食品废弃物、橡胶轮胎还是塑料垃圾，在不到极短的时间内变成石墨烯，并实现制备。
(4)本申请提供的方法合成过程中不使用熔炉，不需要溶剂、反应气体，极大的降低了生产成本。
(5)本申请提供的方法可以提高石墨烯纯度，提升石墨烯表征特性：当使用高碳含量碳源时，如炭黑、无烟煤或焦炭，FG产率在80％－90％之间，碳纯度大于99％，无需净化步骤。
(6)本申请提供的方法，可以使用任意碳源，改变了现有技术只能通过碳粉进行制备的缺陷，可以降低采用的原材料的价格，从而降低生产成本。
应当明白，本发明的上文的概述和下面的详细说明是示例性和解释性的，并且意在提供对如要求保护的本发明的进一步的解释。
附图说明
图1为本发明提供的方法的流程示意图。
图2为本发明提供的方法的步骤S1示意图。
图3为本发明提供的方法的步骤S2示意图。
图4为本发明提供的方法的步骤S3示意图。
图5为本发明提供的方法的步骤S4示意图。
图6为本发明提供的石墨烯制备装置的结构示意图。
图7为本申请的实验数据图。
图8为储能电路的电路图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：应了解到，在本实施例中所提及的步骤，除特别说明其顺序的，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。
参考图1，一种电脉冲高温制备石墨烯的方法，包括以下步骤：
S1，将含碳粉末2装入反应导管1内；
如图2所示，本步骤中，含碳粉末2可以是还有碳元素的任意材料进行研磨后得到的粉末，例如可以是碳粉、塑料、木材等，在此不做限定。反应导管1为不导电且耐高温的材料支撑，可以是例如玻璃等制成的容器，同时，为了满足后续步骤的要求，反应导管1可以是圆筒形状，亦可以横截面是方形、矩形的，其两端为开口，中间位置可以用于容纳含碳粉末2。
S2，在所述反应导管1的两端放入金属丝团3从而定位所述含碳粉末2于所述反应导管1的中部；
在步骤S1中，放入的含碳粉末2为不规则是分散形状，如图3所示，本步骤通过在反应导管1内，对应含碳粉末2的左右两端各塞入一个金属丝团3，使金属丝团3挤压并定位含碳粉末2，使其初步压实并填满反应导管1的中间部分。金属丝团3可以是铜丝、铁丝等可导电金属制成丝状物团体。
或者，可以用石墨棒替代金属丝团3，石墨棒的结构可以和反应导管1的内部相配合，直径比反应导管1的直径略小，从而堵塞于其内部。
S3，将导电电极4顶靠所述金属丝团3从而压紧所述含碳粉末2；
如图4所示，本步骤中，导电电极4可以是棒状的结构，由金属或其他导电材质制成，从而导电电极4可以伸入反应导管1的内部，并且本步骤通过导电电极4顶靠所述金属丝团3，并使金属丝团3紧靠在含碳粉末2，从而形成导电连接在一起的导电电极－金属丝团－含碳粉末－金属丝团－导电电极这样的结构。
S4，驱动所述导电电极4在1ms－100kms的电脉冲期间导电，使所述金属丝团3和所述含碳粉末2产热并达到1500K～3500K，制得石墨烯。
如图5所示，本步骤可以通过在导电电极4和储能电路之间设置开关电路以及控制电路，控制电路用于发出高电平且持续时间为1ms－100kms的一个电脉冲，在电脉冲的驱动下开关电路闭合导通，使导电电极4和储能电路之间连通，从而储能电路中储存的能量在1ms－100kms的时间内瞬间释放，所述金属丝团3和所述含碳粉末2与导电电极4处于电性连接的状态，此时所述金属丝团3和所述含碳粉末2则作为发热电阻接收储能电路中储存的能量并将其转换为热能，含碳粉末2瞬间被加热到1500K～3500K(K为开尔文)，就可将非晶碳转化为涡轮堆叠的石墨烯，从而简化了制备流程，解决了石墨烯产业化的一个痛点。金属丝团3和含碳粉末2工作作为发热源，可以在含碳粉末2的外部和内部共同迅速将电能转换为热能从而升温，保证含碳粉末2的受热迅速、均匀。
下面介绍石墨烯制备方法可以优化的方向。
进一步地，所述驱动所述导电电极在1ms－100kms的电脉冲期间导电，使所述金属丝团和所述含碳粉末产热并达到1500K～3500K包括：
对储能电路进行储能；本步骤中，储能电路可以是例如多个大容量电容组成的电路，大容量电容可以被充电从而储能。
在1ms－100kms的电脉冲期间，导通所述储能电路和所述导电电极；控制电路发出一个高电平且持续时间为1ms－100kms的电脉冲，通过该电脉冲驱动开关闭合1ms－100kms，从而在1ms－100kms的电脉冲期间，导通所述储能电路和所述导电电极。
使所述金属丝团和所述含碳粉末接受所述储能电路中所储存的电能从而产热并达到1500K～3500K。本步骤中，金属丝团3和含碳粉末2共同工作并作为发热源。
脉冲长度通常是1微秒至5秒，和更特别地是10毫秒至1000毫秒。脉冲数通常是1个脉冲至100个脉冲，和更特别地是1个脉冲至10个脉冲。电流通常是0.01A/cm2至10000A/cm2，和更特别地是0.1A/cm 2至1000A/cm 2。电压通常是10V至4000V，和更特别地是100V至400V。
进一步地，参考图8，所述储能电路包含电容组，电容组由电容C1、C2…C20组成，共20个电容，在其他实施例中，电容的数量、连接方式等可以根据实际情况进行设置。本实施例的电容组连接至整流电路中，通过整流电路输出的直流电对电容组进行充电。开关电路由IGBT组成。同时，每个电容和整流电路之间也设置有开关，通过开关的闭合可以使储能电路连通整流电路从而充电，再由开关电路的导通使电容组中储存的能量瞬间释放。
所述对储能电路进行储能包括：
将所述电容组接入电压源，调节电压源的电压使所述电容组升压并储能。电压源为上述的整流电路加上升压电路，本步骤中，以热功率Q＝I2Rt为调节对像，在保证I2为恒定值的基础上，调节升压电路的输出电压从而使热功率Q达到所需。
进一步地，若所述含碳粉末2为高阻值材料，所述将含碳粉末2装入反应导管内之前，包括以下步骤：
将导电碳粉与所述含碳粉末均匀混合。
在所述含碳粉末不导电的情况下加入导电碳粉，导电碳粉与含碳原材料。进一步地，所述导电碳粉占所述含碳粉末和所述导电碳粉总质量的10－90％。
进一步地，所述对储能电路进行储能包括：
测量所述含碳粉末和金属丝团或石墨棒的总电阻R，根据所述总电阻R计算所述储能电路需要的储能量Q，根据储能量Q对所述储能电路进行储能。
本步骤中，以热功率Q＝I2Rt为调节对像，其中I为电流、R为电阻、t为时间，在保证I2为恒定值的基础上，调节升压电路的输出电压从而使热功率Q达到所需。同时，获取含碳粉末的比热容以及含碳粉末的重量从而也能得到所需热能Q，从而能够计算所需电流I。
例如，采用10个电容为60mF组成的电容器组，从220V－150V进行放电，电容组所需要提供的每克能量E为：
Figure BDA0003726963260000081
其中，U为电容放电前和放电后的电压差，C为电容，M为原料的重量，从而能够计算所需热能，并计算所需电流，从而精准控制储能电路的充电能量。
参考图5，进一步提供一种电脉冲高温制备石墨烯的装置，包括：
反应导管1，所述反应导管1用于容纳含碳粉末2；
金属丝团3，数量为两个，放置于所述反应导管1内；
导电电极4，数量为两个，分别从所述反应导管1的两端伸入并顶靠在相应的金属丝团3；
储能电路，连接至所述导电电极4；
控制电路，用于发出1ms－100kms的电脉冲，使所述储能电路与所述导电电极连通，进而在1ms－100kms的电脉冲期间使所述金属丝团3和所述含碳粉末2产热并达到1500K～3500K。
进一步地，如图6所示，包括工位转盘机或螺杆起亚式工位机或履带旋转式工位机，工位转盘机或螺杆起亚式工位机或履带旋转式工位机包括若干工位，其中一个工位用于向所述反应导管中导入含碳粉末，其中一个工位用于在所述反应导管的两端放入金属丝团从而定位所述含碳粉末于所述反应导管的中部，其中一个工位用于将导电电极顶靠所述金属丝团从而压紧所述含碳粉末，其中一个工位用于测量所述金属丝团和所述含碳粉末的总电阻R，其中一个工位用于驱动所述控制电路使其开始工作。
本实施例中，工位转盘机为六工位转盘机，在其他实施例中也可以是其他数量的工位转盘机，只要能满足要求即可。
其中一个工位用于向所述反应导管中导入含碳粉末，例如利用导管倒料的方式向反应导管中加入含碳粉末。
其中一个工位用于在所述反应导管的两端放入金属丝团从而定位所述含碳粉末于所述反应导管的中部。本工位位于上述工位的下一工位，同样可以利用送料机构将金属丝团送入反应导管中，并且通过对金属丝团的初步挤压，使金属丝团将反应导管内的含碳粉末挤压到填充满反应导管内部一小段空间。
其中一个工位用于将导电电极顶靠所述金属丝团从而压紧所述含碳粉末。本工位位于上述工位的下一工位，该工位通过送料机构输出导电电极，导电电极可以是如棒状的结构，并且导电电极的结构与反应导管内壁相配合，并且通过导电电极对金属丝团的二次挤压，使导电电极、金属丝团将反应导管内的含碳粉末。
其中一个工位用于测量所述金属丝团和所述含碳粉末的总电阻R。本工位位于上述工位的下一工位。
其中一个工位用于驱动所述控制电路使其开始工作。该工位可以包括发出预脉冲，然后发出1ms－100kms的电脉冲。
进一步地，所述控制电路包括定时器和开关，所述定时器连接所述开关，所述定时器用于定时1ms－100kms使得所述开关闭合1ms－100kms。
本装置的原理与上述方法基本相同。
实施例一
采用上述方法和/或装置进行事实，所述含碳粉末为碳粉。
将非晶态导电碳粉在两个电极之间轻微压缩，放入玻璃制成的反应导管内，气压维持在大气压或者微弱的真空下(～10mm Hg)。导电电极的材料可以是铜、石墨或任何导电耐火的材料。电容组高压放电使碳源在20毫秒的时间内达到1500K的温度，最终将碳粉转化为石墨烯。
实施例二
采用上述方法和/或装置进行事实，所述含碳粉末为塑料，塑料为不导电材质，因此在塑料中加入碳粉。
先将废塑料进行破碎处理，之后掺入碳粉，配比率为塑料：碳粉＝8：2，在非晶态导电碳粉在两个电极之间轻微压缩，放入玻璃管内，气压维持在大气压或者微弱的真空下(～10mm Hg)。电极材料可以是铜、石墨或任何导电耐火的材料。电容器组高压放电使碳源在70毫秒的时间内达到3000K的温度，有效地将塑料转化为石墨烯。
实施例三
采用上述方法和/或装置进行事实，所述含碳粉末为轮胎，轮胎为不导电材质，因此在轮胎中加入碳粉。
先把废轮胎送入切圈机，在进入切条机和切块机切碎机，之后进行一次磁选机，然后研磨筛选，在重新磁选，最后检验。在非晶态导电碳粉在两个电极之间轻微压缩，放入玻璃管内，气压维持在大气压或者微弱的真空下(～10mm Hg)。电极材料可以是铜、石墨或任何导电耐火的材料。电容器组高压放电使碳源在800毫秒的时间内达到3500K的温度，有效地将轮胎转化为石墨烯。
实验数据
采用实施例一到三值得的石墨烯进行拉曼光谱检测，得到如图7所示的实验数据。其中1350、1580为拉曼图石墨的峰，2700的峰为石墨烯特征的峰，说明本申请提供的方法或装置制得的产物为石墨烯。
构成二维材料的不是物理尺寸或原子层数，而是特性，尤其是电子特性。石墨烯的特征是二维狄拉克费米子气体。13二维材料是电子迁移率高度各向异性的材料，就像碳纳米管是一维材料一样，因为在一个方向上的迁移率很高。对于石墨烯来说，迁移率在x－y平面上是弹道式的，但是当堆叠时，c轴迁移率要小得多。涡轮层状石墨烯具有最大的各向异性，即使是多层石墨烯，它在二维中仍保持完全二维，具有弹道迁移率，在三维中导电率低很多个数量级。
Kim等人的实验测量表明，当石墨烯片以扭曲的方式堆叠时，平面内的弹道电子和试图在层间交叉的电子之间保留了极大的各向异性。他们报告了高度有序热解石墨(HOPG)的～10－3欧姆表电阻率，其电阻率比铜高约5个数量级，层间电阻率再次大4个数量级。涡轮层状石墨烯的面内输运对于电子来说仍然是弹道式的。涡轮层状石墨烯，即使有许多层，也是一种真正的二维材料，电子在二维空间中像无质量的费米气体一样自由移动，但实际上无法垂直于层移动。很少有其他材料像多层涡轮层状石墨烯那样纯二维。
拉曼光谱可以作为二维字符的最终标准。
大多数有机化合物在高温退火时会石墨化。在石墨化过程中，有机材料被加热，通过热解增加碳含量。在热解过程中，碳与相邻的碳原子形成sp2杂化共价键，并结晶成石墨的层状结构域。非碳元素在极端温度下挥发。石墨化材料的结构在很大程度上取决于制备方法以及起始材料。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.一种电脉冲高温制备石墨烯的方法，其特征在于：包括以下步骤：
将含碳粉末装入反应导管内；
在所述反应导管的两端放入金属丝团从而定位所述含碳粉末于所述反应导管的中部；
将导电电极顶靠所述金属丝团从而压紧所述含碳粉末；
驱动所述导电电极在1ms－100kms的电脉冲期间导电，使所述金属丝团和所述含碳粉末产热并达到1500K～3500K，制得石墨烯。
2.根据权利要求1所述的一种电脉冲高温制备石墨烯的方法，其特征在于：用石墨棒替代所述金属丝团。
3.根据权利要求1或2所述的一种电脉冲高温制备石墨烯的方法，其特征在于：所述驱动所述导电电极在1ms－100kms的电脉冲期间导电，使所述金属丝团和所述含碳粉末产热并达到1500K～3500K包括：
对储能电路进行储能；
在1ms－100kms的电脉冲期间，导通所述储能电路和所述导电电极；
使所述金属丝团和所述含碳粉末接受所述储能电路中所储存的电能从而产热并达到1500K～3500K。
4.根据权利要求3所述的一种电脉冲高温制备石墨烯的方法，其特征在于：所述储能电路包含电容组，所述对储能电路进行储能包括：
将所述电容组接入电压源，调节电压源的电压使所述电容组升压并储能。
5.根据权利要求3所述的一种电脉冲高温制备石墨烯的方法，其特征在于：所述对储能电路进行储能包括：
测量所述含碳粉末和金属丝团或所述含碳粉末和石墨棒的总电阻R，根据所述总电阻R计算所述储能电路需要的储能量Q，根据储能量Q对所述储能电路进行储能。
6.根据权利要求1所述的一种电脉冲高温制备石墨烯的方法，其特征在于：若所述含碳粉末为高阻值材料，所述将含碳粉末装入反应导管内之前，包括以下步骤：
将导电碳粉与所述含碳粉末均匀混合。
7.根据权利要求6所述的一种电脉冲高温制备石墨烯的方法，其特征在于：所述导电碳粉占所述含碳粉末和所述导电碳粉总质量的10－90％。
8.一种电脉冲高温制备石墨烯的装置，其特征在于：包括：
反应导管，所述反应导管用于容纳含碳粉末；
金属丝团，数量为两个，放置于所述反应导管内；
导电电极，数量为两个，分别从所述反应导管的两端伸入并顶靠在相应的金属丝团；
储能电路，连接至所述导电电极；
控制电路，用于发出1ms－100kms的电脉冲，使所述储能电路与所述导电电极连通，进而在1ms－100kms的电脉冲期间使所述金属丝团和所述含碳粉末产热并达到1500K～3500K。
9.根据权利要求8所述的一种电脉冲高温制备石墨烯的装置，其特征在于：包括若干工位，其中一个工位用于向所述反应导管中导入含碳粉末，其中一个工位用于在所述反应导管的两端放入金属丝团从而定位所述含碳粉末于所述反应导管的中部，其中一个工位用于将导电电极顶靠所述金属丝团从而压紧所述含碳粉末，其中一个工位用于测量所述金属丝团和所述含碳粉末的总电阻R，其中一个工位用于驱动所述控制电路使其开始工作。
10.根据权利要求8所述的一种电脉冲高温制备石墨烯的方法，其特征在于：所述控制电路包括定时器和开关，所述定时器连接所述开关，所述定时器用于定时1ms－100kms使得所述开关闭合1ms－100kms。
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