CN117865139A - 一种石墨烯及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及印刷技术领域，具体涉及一种石墨烯及其制备方法与应用。本发明提供的一种石墨烯制备方法，包括如下步骤，S1，在溶剂的存在下，将石墨和聚碳酸亚丙酯混匀，固液分离，得到上层分散液为第一石墨烯分散液。本发明采用由环氧丙烷和二氧化碳共聚而成的脂肪族热塑性塑料聚碳酸亚丙酯作为分散剂，利用聚碳酸亚丙酯的C‑H键和石墨的π键形成范德华键，提高了石墨烯的液相剥离产率，聚碳酸亚丙酯分子之间的空间排斥力，能够增强石墨烯的分散稳定性。同时，聚碳酸亚丙酯的分解温度低，将其与石墨混合制得的石墨烯后，去除分散剂聚碳酸亚丙酯的温度低。

Description

一种石墨烯及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及印刷技术领域，具体涉及一种石墨烯及其制备方法与应用。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子组成的二维蜂窝状晶格结构，其独特电子和结构特性使其在众多领域得到了广泛应用，包括晶体管、能源存储、传感器、显示器、光电和生物医学等，为了实现大规模、低成本的制造，石墨烯已经被开发成了可以溶液加工的油墨形式，并广泛应用于各种印刷技术中，如丝网印刷，刮刀涂覆，气溶胶喷射打印，喷墨印刷，凹版印刷等，为了实现石墨烯在溶剂中的稳定分散，目前，大多采用表面张力与石墨烯界面能相匹配的N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，然而，由于N,N-二甲基甲酰胺有毒、价格昂贵且沸点高，在应用于印刷技术中，存在安全风险且难以去除。
现有技术公开了一种使用印刷或涂覆的方法制备石墨烯导电薄膜的方法，采用乙基纤维素、聚乙烯醇等聚合物分散剂制得石墨烯，充分发挥石墨烯高导电性能的优势，但该方法制得的石墨烯的收率低，且应用于印刷技术中，在对聚合物分散剂的去除时，处理温度过高，限制了基材以及基材与石墨烯集合成器件与其他材料的使用。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中采用液相剥离石墨制备石墨烯产率低的缺陷，从而提供一种石墨烯及其制备方法与应用，提高石墨烯的液相剥离产率。
本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中以石墨烯为原料的墨水应用于的印刷工艺中，去除分散剂的温度过高，导致基材应用范围有限的缺陷，从而提供一种石墨烯及其制备方法与应用。
一方面，本发明提供一种石墨烯制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，在溶剂的存在下，将石墨和聚碳酸亚丙酯混匀，固液分离，得到上层分散液为第一石墨烯分散液。
在其中一个实施例中，还包括S2，将步骤S1得到的第一石墨烯分散液固液分离，得到滤渣为石墨烯粉末。
在其中一个实施例中，还包括S3，将步骤S2中得到的石墨烯粉末在溶剂中分散，得到第二石墨烯分散液，或，将步骤S2中得到的石墨烯粉末和聚碳酸亚丙酯在溶剂中分散，得到第二石墨烯分散液，或，将步骤S2中得到的石墨烯粉末和聚碳酸亚丙酯溶液混合，得到第二石墨烯分散液，其中，聚碳酸亚丙酯溶液为聚碳酸亚丙酯与溶剂的混合物。
在其中一个实施例中，所述步骤S1和/或步骤S3中的溶剂为四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙酸乙酯和二乙二醇单甲醚中的至少一种，优选为四氢呋喃、乙酸乙酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，步骤S1中，石墨和聚碳酸亚丙酯的质量比为1:(1-8)。
优选的，所述步骤S1中的混匀方法包括将石墨和聚碳酸亚丙酯在160W-360W超声处理2h-12h。
在其中一个实施例中，所述步骤S1中的混匀方法可采用剪切混合方法实现石墨烯的剥离。
优选的，步骤S1中，所述固液分离的方法包括将混匀的石墨和聚碳酸亚丙酯在1000rpm-3000rpm转速下离心处理20min-60min，本发明实施例对超声后的分散液进行离心以去除未剥离的材料，得到的上层分散液也可以通过不同的离心速度来分离得到不同尺寸的石墨烯。
优选的，步骤S1中石墨和聚碳酸亚丙酯的质量总和与溶剂的体积比为(2-9):200，单位为mg:mL；和/或，
优选的，所述步骤S2中石墨烯分散液固液分离的方法为过滤。过滤后干燥可得颗粒状的石墨烯粉末。
优选的，所述步骤S3中，石墨烯粉末和聚碳酸亚丙酯的质量比为(5-200):(0-200)。
优选的，石墨烯粉末和聚碳酸亚丙酯的质量总和与溶剂的体积比为(5-400):1，单位为mg:mL。
另一方面，本发明提供一种由上述石墨烯制备方法制得的石墨烯。
另一方面，本发明提供一种墨水，包括上述的第一石墨烯分散液、石墨烯粉末和第二石墨分散液中的至少一种。
在其中一个实施例中，墨水在印刷技术中的应用，包括如下步骤，采用所述墨水进行印刷后，在150-250℃下加热30min-3h得到石墨烯薄膜。
优选的，所述墨水中石墨烯与聚碳酸亚丙酯混合物的浓度为1mg/mL-5000mg/mL，可以为5mg/mL-400mg/mL。
所述印刷和涂覆技术包括丝网印刷技术，柔版印刷技术，气溶胶喷射打印技术，喷墨印刷技术，凹版印刷技术，胶印技术，3D打印技术，激光打印技术，刮刀涂覆技术，喷涂技术，浸涂技术，滚涂技术，旋涂技术，刷涂技术，电泳涂覆技术等中的至少一种。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的一种石墨烯制备方法，包括如下步骤，S1，在溶剂的存在下，将石墨和聚碳酸亚丙酯混匀，固液分离，得到上层分散液为第一石墨烯分散液。本发明采用由环氧丙烷和二氧化碳共聚而成的脂肪族热塑性塑料聚碳酸亚丙酯作为分散剂，利用聚碳酸亚丙酯的C-H键和石墨的π键形成范德华键，提高了石墨烯的液相剥离产率，聚碳酸亚丙酯分子之间的空间排斥力，能够增强石墨烯的分散稳定性。同时，聚碳酸亚丙酯的分解温度低，将其与石墨混合制得的石墨烯后，去除分散剂聚碳酸亚丙酯的温度低。
2.本发明提供的一种石墨烯制备方法，还包括S2，将步骤S1得到的石墨烯分散液固液分离得到滤渣为石墨烯粉末。本发明通过固液分离的方法能够将第一石墨烯分散液中的石墨烯分离得到石墨烯粉末。
3.本发明提供的一种石墨烯制备方法，还包括S3，将步骤S2中得到的石墨烯粉末和聚碳酸亚丙酯在溶剂中分散，得到第二石墨烯分散液。本发明采用聚碳酸亚丙酯与剥离后的石墨烯混合，能够有效的增加石墨烯的分散性，调节制得第二石墨烯分散液的流变性能，提高第二石墨烯分散液稳定性。
4.本发明提供的一种墨水，包括上述第一石墨烯分散液、石墨烯粉末或第二石墨烯分散液中的至少一种，该墨水能够应用于印刷技术中，采用第一石墨烯分散液和/或第二石墨烯分散液在所述印刷技术中的应用，包括如下步骤，采用所述墨水进行印刷后，在150-250℃下加热30min-3h得到石墨烯薄膜。相较于传统的聚合物分散剂，本发明采用聚碳酸亚丙酯能够降低分散剂的去除温度，简化了印刷石墨烯的后处理工艺，扩展了基材和材料的兼容性，同时也降低了工艺成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中石墨、聚碳酸亚丙酯和石墨烯/聚碳酸亚丙酯分子结构示意图；
图2是本发明实施例2中石墨烯粉末实物图；
图3是本发明实施例2中第二石墨烯分散液实物图；
图4是本发明应用例1制得的石墨烯电极实物图；
图5是本发明应用例1制得的石墨烯叉指电极实物图；
图6是本发明实施例2制得的第二石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料热重分析结果图；
图7是本发明实施例7制得的第一石墨烯分散液的剥离石墨烯浓度检测结果；
图8是本发明实施例7制得的第一石墨烯分散液稳定性检测结果；
图9是本发明实施例3和对比例3制得的第二石墨烯分散液再分散率检测结果；
图10是本发明实施例3和对比例3制得的第二石墨烯分散液稳定性检测结果；
图11是本发明实施例2中聚碳酸亚丙酯，石墨烯及石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料的傅立叶变换红外光谱图；
图12是本发明实施例2中石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料1420-1480cm-1区域的傅立叶变换红外光谱图；
图13是本发明实施例2中墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料SEM图；
图14是本发明实施例2第二石墨烯分散液粘度检测结果图；
图15是本发明应用例1制得的微型超级电容器器件在扫描速率5mV/s下的循环伏安图；
图16是本发明应用例1制得的微型超级电容器器件充放电循环过程中电容保持率结果图。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
本发明实施例采用的聚碳酸亚丙酯结构式如式(Ⅰ)所示，购买自西格玛奥德里奇，分子量为50kDa，可以是500kDa、150kDa、40kDa、30kDa。
参阅图1所示，可知，聚碳酸亚丙酯b能够辅助石墨a剥离，形成单层石墨烯/聚碳酸亚丙酯c1、双层石墨烯/聚碳酸亚丙酯c2以及多层石墨烯/聚碳酸亚丙酯(图中未示出)。
实施例1
本实施例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法如下：
将4g聚碳酸亚丙酯溶解于200mL四氢呋喃溶剂中，在向其中加入1g石墨粉，将该混合的分散液在200W下超声处理2小时，然后1000rpm离心30分钟，取出上层分散液为第一石墨烯分散液。
实施例2
本实施例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法如下：
(1)、将4g聚碳酸亚丙酯溶解于200mL四氢呋喃溶剂中，在向其中加入1g石墨粉，将该混合的分散液在200W下超声处理2小时，然后1000rpm离心30分钟，取出上层分散液为第一石墨烯分散液；
(2)对石墨烯/聚碳酸亚丙酯分散液过滤，干燥，研磨得到的石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料，为石墨烯粉末，如图2所示；
(3)将24mg聚碳酸亚丙酯溶解于4mL溶剂中，在向其中加入56mg石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料，得到20mg/mL的第二石墨烯分散液，溶剂为体积比为93:7的四氢呋喃和二甘醇乙醚的混合液，第二石墨烯分散液如图3所示，本实施例中二甘醇乙醚的加入是为了调节分散液的沸点，避免分散液中的聚碳酸亚丙酯挥发。
实施例3
本实施例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法如下：
(1)、将4g聚碳酸亚丙酯溶解于200mL四氢呋喃溶剂中，在向其中加入1g石墨粉，将该混合的分散液在200W下超声处理2小时，然后1000rpm离心30分钟，取出上层分散液为第一石墨烯分散液；
(2)对第一石墨烯分散液过滤，研磨得到的石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料，即石墨烯粉末；
(3)将24mg聚碳酸亚丙酯溶解于4mL溶剂中，在向其中加入56mg石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料，得到20mg/mL的第二石墨烯分散液，溶剂为四氢呋喃。
实施例4
本实施例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法如下：
(1)、1g石墨粉和将8g聚碳酸亚丙酯溶解于200mL四氢呋喃溶剂中，将该混合的分散液在360W下超声处理5小时，然后3000rpm离心20分钟，取出上层分散液为第一石墨烯分散液；
(2)对第一石墨烯分散液过滤，研磨得到的石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料，即石墨烯粉末；
(3)将20mg聚碳酸亚丙酯溶解于1mL溶剂中，在向其中加入380mg石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料，得到400mg/mL的第二石墨烯分散液，溶剂为四氢呋喃。
实施例5
本实施例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法如下：
(1)、将4g聚碳酸亚丙酯溶解于200mL四氢呋喃溶剂中，在向其中加入1g石墨粉，将该混合的分散液在160W下超声处理超声12小时，然后2500rpm离心40分钟，取出上层分散液为第一石墨烯分散液；
(2)、对第一石墨烯分散液过滤，研磨得到的石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料，即石墨烯粉末；
(3)将48.8mg聚碳酸亚丙酯和1.2mg石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料溶解于10mL溶剂中，得到5mg/mL的第二石墨烯分散液，溶剂为四氢呋喃。
实施例6
本实施例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法如下：
(1)、将4g聚碳酸亚丙酯溶解于200mL四氢呋喃溶剂中，在向其中加入1g石墨粉，将该混合的分散液在250W下超声处理10小时，然后1500rpm离心20分钟，取出上层分散液为第一石墨烯分散液；
(2)对第一石墨烯分散液过滤，研磨得到的石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料，即石墨烯粉末；
(3)将24mg聚碳酸亚丙酯溶解于4mL溶剂中，在向其中加入56mg石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料，得到20mg/mL的第二石墨烯分散液，溶剂为四氢呋喃。
实施例7
本实施例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法与实施例3相同，不同之处在于，步骤(1)四氢呋喃替换为等体积的N-甲基-2-吡咯烷酮，步骤(3)中的四氢呋喃替换为等体积的N-甲基-2-吡咯烷酮。
实施例8
本实施例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法与实施例3相同，不同之处在于，步骤(1)中的四氢呋喃替换为等体积的乙酸乙酯，步骤(3)中的四氢呋喃替换为等体积的乙酸乙酯。
实施例9
本实施例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法如下：
(1)、将10g聚碳酸亚丙酯溶解于400mL四氢呋喃溶剂，向其中加入4g石墨粉，将该混合的分散液在250W下超声处理10小时，然后2000rpm离心30分钟，取出上层分散液为第一石墨烯分散液；
(2)、对第一石墨烯分散液过滤，研磨得到的石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料，即石墨烯粉末；
(3)称取100mg石墨烯，与1mL聚碳酸亚丙酯溶液混合，得到第二石墨烯分散液，聚碳酸亚丙酯溶液的浓度为50mg/mL，聚碳酸亚丙酯溶液的溶剂为的二乙二醇单甲醚。
对比例1
本对比例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法与实施例1相同，不同之处在于，采用等质量的聚乙烯吡咯烷酮替代聚碳酸亚丙酯。
对比例2
本对比例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法与实施例1相同，不同之处在于，采用等质量的乙基纤维素替代聚碳酸亚丙酯。
对比例3
本对比例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法如下：
(1)、将5g石墨粉放入200mL四氢呋喃溶剂，将该混合的分散液在200W下超声2小时，然后1000rpm离心30分钟，取出上层分散液为第一石墨烯分散液；
(2)将第一石墨烯分散液过滤，得到滤渣为复合材料；
(3)将20mg复合材料加入到1mL四氢呋喃中，得到20mg/mL的第二石墨烯分散液。
对比例4
本对比例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法如下：
(1)、将5g石墨粉放入200mL N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂，将该混合的分散液在200W下超声2小时，然后1000rpm离心30分钟，取出上层分散液为第一石墨烯分散液；
(2)将第一石墨烯分散液过滤，得到滤渣为复合材料；
(3)将20mg复合材料加入到1mL N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中，得到20mg/mL的第二石墨烯分散液。
对比例5
本对比例提供一种石墨烯制备方法，具体步骤和方法如下：
(1)、将5g石墨粉放入200mL乙酸乙酯中，将该混合的分散液在200W下超声2小时，然后1000rpm离心30分钟，取出上层分散液为第一石墨烯分散液；
(2)、将第一石墨烯分散液过滤，得到滤渣为复合材料；
(2)将20mg复合材料加入到1mL乙酸乙酯，得到20mg/mL的第二石墨烯分散液。
应用例1
使用实施例2制得的第一石墨烯分散液在耐热250℃的烘焙纸上采用气溶胶喷射打印技术印刷了微型超级电容器的石墨烯电极，如图4所示，然后在220℃下高温加热30分钟去除分散剂聚碳酸亚丙酯，得到的石墨烯叉指电极，如图5所示；
在石墨烯电极上印刷离子凝胶电解质，得到微型超级电容器，其中，离子凝胶是用含有聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯-b-苯乙烯)三嵌段共聚物(Polymer Source Inc.)、离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺和乙酸乙酯配置的墨水，聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯-b-苯乙烯)三嵌段共聚物、离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺和乙酸乙酯的质量比为1:9:90(w/w/w)。
测得微型超级电容器高比面积电容达到324.33μF/cm2，以及循环充放电稳定性好，展示了本发明实施例制得的墨水在储能方面的实际应用潜力。
应用例2
使用实施例1制得的第一石墨烯分散液在耐热250℃的烘焙纸上印刷了微型超级电容器的石墨烯电极，然后在250℃下高温加热30分钟去除分散剂聚碳酸亚丙酯。
应用例3
使用实施例2制得的第一石墨烯分散液在耐热250℃的烘焙纸上印刷了微型超级电容器的石墨烯电极，然后在150℃下高温加热3小时去除分散剂聚碳酸亚丙酯。
实验例1
使用热重量分析仪(TA仪器，TGA 55)，对实施例2制得的第二石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料进行热重分析，其中，合成空气流速40mL/min，室温升温至500℃，升温速率为2℃/min，结果见图6，可知，分散剂聚碳酸亚丙酯在接近150℃左右开始降解。
实验例2
将实施例1中的上层分散液过滤得到滤饼，将滤饼在220℃下高温加热30分钟去除分散剂聚碳酸亚丙酯，采用四探针测量技术对该石墨烯滤饼的导电性进行检测；
将实施例1中的上层分散液过滤得到滤饼，将滤饼在220℃下高温加热30分钟去除分散剂聚碳酸亚丙酯，使用辊轧机压缩滤饼后，采用四探针测量技术对该石墨烯滤饼的导电性进行检测；
将对比例1和对比例2上层分散液过滤得到滤饼，将滤饼在350℃下高温加热30分钟去除分散剂，采用四探针测量技术对该石墨烯滤饼的导电性进行检测
将对比例1上层分散液过滤得到滤饼，将滤饼在350℃下高温加热30分钟去除分散剂，使用辊轧机压缩对比例1上层分散液过滤后得到的滤饼，采用四探针测量技术对该石墨烯滤饼的导电性进行检测，检测结果见表1。
表1石墨烯/聚碳酸亚丙酯分散液导电性
可知，本发明实施例1制得的石墨烯/聚碳酸亚丙酯分散液过滤后的滤饼在220℃高温下加热30min去除分散剂后石墨烯材料导电率得到的平均导电性为8×103S/m，压缩后，石墨烯材料密度提高，石墨烯片层之间连接更加紧密，导电性提高到6.687×104S/m。相较于对比例1-2采用PVP或EC分散剂，本发明实施例制得的石墨烯材料在保证良好的导电性前提下，降低了去除分散剂的温度。
实验例3
对实施例3、7、8和对比例3-5制得的第一石墨烯分散液的剥离石墨烯浓度进行检测，检测结果见图7。
剥离石墨烯浓度的检测方法如下所示：
使用马弗炉(赛默飞，BF51894C-1)测定剥离石墨烯的产率。具体步骤为将各实施例和对比例制得的第一石墨烯分散液取出3×10mL，分别将10mL放入铝盘中，设置三组测试例，将各测试例的铝盘放在加热板上去除各第一石墨烯分散液的溶剂，再将铝盘放入马弗炉中250℃加热2h，去除样品中的聚碳酸亚丙酯。退火后，石墨烯分散体的浓度由铝盘中石墨烯的重量确定，石墨烯浓度为三个测试例的平均值。
根据图7可知，在不同溶剂中，实施例3、7、8采用聚碳酸亚丙酯作为分散剂较对比例3-5未采用分散剂制得的第一石墨烯分散液，聚碳酸亚丙酯作为分散剂的实施例3、7、8剥离石墨烯浓度高，证明了采用聚碳酸亚丙酯能够提高石墨烯的剥离效果，提高石墨烯的收率。
实验例4
对实施例3制得的第一石墨烯分散液对石墨烯分散液稳定性进行检测，检测结果见图8。
检测方法如下所示：
使用紫外可见分光光度计(安捷伦，Cary 4000)测量沉降行为，具体步骤为，采用20mg/mL聚碳酸亚丙酯溶液A、B、C、(聚碳酸亚丙酯溶液A中溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮、聚碳酸亚丙酯溶液B中溶剂为四氢呋喃、聚碳酸亚丙酯溶液C中溶剂为乙酸乙酯)对实施例7制得的第一石墨烯分散液稀释，稀释系数为49:1,得到稀释液；
采用溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮、四氢呋喃、乙酸乙酯对实施例7制得的第一石墨烯分散液稀释，稀释系数为49:1，得到稀释液；
将所有稀释液分别在250W下超声处理20分钟以使它们均质化。
采用紫外可见分光光度计测定各均质化后的稀释液在660nm处跟踪吸光度，得到石墨烯在不同溶剂中的稳定性曲线，每天测量一次吸光度，持续160h。
根据图8可知，采用聚碳酸亚丙酯对第一石墨烯分散液进行稀释，较未采用聚碳酸亚丙酯对第一石墨烯分散液进行稀释得到的数据，证明了聚碳酸亚丙酯在对第一石墨烯分散液稀释时，能够提高分散液的稳定性，由此可知，在制备第二石墨烯分散液时，通过添加聚碳酸亚丙酯能够提高第二石墨烯分散液的稳定性。
实验例5
采用追踪分散液的吸光度的检测方法对实施例3和对比例3制得的第二石墨烯分散液再分散率进行检测，检测结果见图9。
检测方法为采用紫外可见分光光度计在660nm处跟踪吸光度，将实施例1中的上层分散液过滤得到滤饼，研磨后得到滤渣，将该5mg滤渣放入100ml溶剂中进行分散得到第二石墨烯分散液，测得第二石墨烯分散液在660nm处吸光度，然后对第二石墨烯分散液在1000rpm下进行离心，得到离心后的第二石墨烯分散液，测得离心后第二石墨烯分散液在660nm处吸光度，再分散率为离心后的第二石墨烯分散液吸光光度值与未离心的第二石墨烯分散液吸光光度值的比值。
根据图9可知，采用聚碳酸亚丙酯为分散剂制得的第二石墨烯分散液再分散率高。
实验例6
采用追踪分散液的吸光度的检测方法对实施例3和对比例3制得的第二石墨烯分散液稳定性进行检测，具体步骤为采用紫外可见分光光度计在660nm处跟踪吸光度，得到实施例3和对比例3制得的第二石墨烯分散液的吸光光度值，每天测量一次吸光度，持续156h，绘制吸光度图谱，检测结果见图10，根据图10可知，采用聚碳酸亚丙酯为分散剂制得的墨水稳定性高。
实验例7
采用红外光谱仪对实施例2中的聚碳酸亚丙酯、石墨烯及石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料进行结构检测，检测结果见图11-图12，可知，通过实施例1的制备方法，能够实现石墨烯与聚碳酸亚丙酯的复合，在聚碳酸亚丙酯中波数1455cm-1处的C-H键在石墨烯与聚碳酸亚丙酯的复合材料中被分裂成3个峰。
实验例8
采用扫描电镜对实施例2制得的石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料进行扫描，SEM图见图13。
实验例9
使用流变仪对实施例2制得的第二石墨烯分散液(第二石墨烯分散液中石墨烯和聚碳酸亚丙酯混合物的浓度为20mg/mL)粘度进行检测，流变仪的转子使用的直径是40mm，角度是1°，检测结果见图14，可知第二石墨烯分散液粘度范围在3.6mPa·s-122.7mPa·s。
实验例10
对应用例1制得的微型超级电容器在恒电位移(VSP,BioLogic)在扫描速率5mV/s下的电流形成循环伏安图见图15，可知，本发明实施例制得的第二石墨烯分散液形成的微型超级电容器电极反应可逆。
对应用例1制得的微型超级电容器在0-1V之间使用100μA/cm2的电流密度进行多次充放电循环，测定每次循环的电容保持率，得到图16，根据图16可知，本发明实施例制得的第二石墨烯分散液形成的微型超级电容器电容保持率表现良好。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种石墨烯制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，在溶剂的存在下，将石墨和聚碳酸亚丙酯混匀，固液分离，得到上层分散液为第一石墨烯分散液。
2.根据权利要求1所述的石墨烯制备方法，其特征在于，还包括S2，将步骤S1得到的第一石墨烯分散液固液分离，得到滤渣为石墨烯粉末。
3.根据权利要求2所述的石墨烯制备方法，其特征在于，还包括S3，将步骤S2中得到的石墨烯粉末在溶剂中分散，得到第二石墨烯分散液，或，
将步骤S2中得到的石墨烯粉末和聚碳酸亚丙酯在溶剂中分散，得到第二石墨烯分散液。
4.根据权利要求3所述的石墨烯制备方法，其特征在于，步骤S1和/或步骤S3中的溶剂为四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙酸乙酯和二乙二醇单甲醚中的至少一种；和/或，
步骤S1中，石墨和聚碳酸亚丙酯的质量比为1:(1-8)。
5.根据权利要求4所述的石墨烯制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的混匀方法包括将石墨和聚碳酸亚丙酯在160W-360W超声处理2h-12h；和/或，
步骤S1中，所述固液分离的方法包括将混匀的石墨和聚碳酸亚丙酯在1000rpm-3000rpm转速下离心处理20min-60min；和/或，
步骤S1中石墨和聚碳酸亚丙酯的质量总和与溶剂的体积比为(2-9):200，单位为mg:mL；和/或，
步骤S1和/或步骤S3中的溶剂为四氢呋喃、乙酸乙酯中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的石墨烯制备方法，其特征在于，所述步骤S2中石墨烯分散液固液分离的方法为过滤。
7.根据权利要求6所述的石墨烯制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，石墨烯粉末和聚碳酸亚丙酯的质量比为(5-200):(0-200)；和/或，
石墨烯粉末和聚碳酸亚丙酯的质量总和与溶剂的体积比为(5-400):1，单位为mg:mL。
8.一种石墨烯，其特征在于，所述石墨烯根据权利要求1-7任一项所述的石墨烯制备方法制得。
9.一种墨水，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的第一石墨烯分散液、石墨烯粉末和第二石墨分散液中的至少一种。
10.权利要求9所述的墨水在印刷技术中的应用，其特征在于，包括如下步骤，
采用所述墨水进行印刷后，在150-250℃下加热30min-3h得到石墨烯薄膜。
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