CN105668560A - 一种温控接枝石墨烯材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温控接枝石墨烯材料及其制备方法，该材料包括以下重量份的原料：稀土氧化镧5-8份，沸石2-5份，微晶石墨5-15份，硫酸3-25份。按重量份取样，将各原料输入等离子源，9-11h后投入激光光源，7-9h后再投入置于无氧环境下的离心机离心处理2-4h，最后经直流高、中频氧化扩散炉处理5-8h以完成接枝，即得。具有性能良好、耗能小、可应用于各行各业、利于节能减排的特点。

Description

一种温控接枝石墨烯材料及其制备方法

技术领域

本发明属于材料技术领域,具体涉及一种温控接枝石墨烯材料，同时还涉及该温控接枝石墨烯材料的制备方法。

背景技术

石墨稀是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构。这种石墨结晶体薄膜的厚度只有0.335纳米，不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；作为单质，在室温下传递电子的速度也比已知导体都快。石墨烯可用于制造下一代超级计算机；制造“太空电梯”缆线；作为液晶显示材料使用；制造新一代太阳能电池；制造光子传感器及光电探测器；制造医用消毒品、食品包装和绷带，也可生产抗菌服装、床上用品等；制作透明触摸屏及透光板；制造晶体管集成电路；还能制造出纸片般薄的超轻型飞机材料及超坚韧的防弹衣等；用途十分广泛。

接枝石墨烯是以石墨为母料研制而成的石墨烯产品之一，将独立的石墨烯进行再接枝处理后用途又大为提高。其制备方法有很多种，国外目前主要采用薄膜胶带粘贴法和机械剥离法两种，少数采用在高温炉中用激光蒸发碳靶经催化后获取有序碳纳米管法及碳弧法等；国内有高温强电子流气相法剥离酸式除渣高压接枝法。各法在原料及工艺上有所区别，效果参差不齐，也不能实现大规模生产。

目前，以何种原料、何种制法才能得到利于环境保护、益于节能减排、且性能良好的新能源材料以在各行各业中广泛使用，已成为丞待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性能良好、耗能小、可应用于各行各业、利于节能减排的温控接枝石墨烯材料。

本发明的另一目的在于提供该温控接枝石墨烯材料的制备方法。

本发明的一种温控接枝石墨烯材料，按重量份计，包括以下原料：稀土氧化镧5-8份，沸石2-5份，微晶石墨5-15份，硫酸3-25份。

上述的一种温控接枝石墨烯材料，其中：所述稀土氧化镧的纯度为80-90%。

上述的一种温控接枝石墨烯材料，其中：所述沸石的粒度为200-300目。

上述的一种温控接枝石墨烯材料，其中：所述硫酸的质量百分比浓度为85-88%。

本发明的一种温控接枝石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份称取稀土氧化镧5-8份，沸石2-5份，微晶石墨5-15份，硫酸3-25份，混合均匀；

（2）将上述配比的稀土氧化镧、沸石、微晶石墨及硫酸输入等离子源，9-11h后投入激光光源，7-9h后再投入置于无氧环境下的离心机离心处理2-4h，最后经直流高、中频氧化扩散炉处理5-8h以完成接枝，即得。

上述的一种温控接枝石墨烯材料的制备方法，其中：所述氧化扩散炉的直流高、中频按现行国际标准执行。

本发明与现有技术相比，具有明显有益效果，从以上技术方案可知：本发明所提供的温控接枝石墨烯材料采稀土氧化镧、沸石、微晶石墨及硫酸为原料，导电性优良、热阻性及光透性极高、比表面积超大，强度超高、不发生散射、源料来源广；各方面性能良好，益于节能减排，可主要用于制造超级计算机，液晶显示，电瓶、电池、电极、光传感器，超强材料，隐身材料及合金材料等，具有极高的经济效益和社会效益。

所提供的制备方法，操作简便、易于推广，能确保各原料的有效结合，使得到的石墨烯材料品质好、产量稳定，能有效实现工业化生产。

具体实施方式

下面通过实施例及试验例进一步说明本发明的有益效果。

实施例1

一种温控接枝石墨烯材料，包括以下步骤：

（1）称取纯度为80%的稀土氧化镧5kg，粒度为200目的沸石2kg，微晶石墨5kg，质量百分比浓度为85%的硫酸3kg，混合均匀；

（2）将稀土氧化镧、沸石、微晶石墨及硫酸输入等离子源，9h后投入激光光源，7h后再投入置于无氧环境下的离心机离心处理2h，最后经直流高、中频氧化扩散炉处理5h以完成接枝，即得。

实施例2

一种温控接枝石墨烯材料，包括以下步骤：

（1）称取纯度为90%的稀土氧化镧8kg，粒度为300目的沸石5kg，微晶石墨15kg，质量百分比浓度为88%的硫酸25kg，混合均匀；

（2）将稀土氧化镧、沸石、微晶石墨及硫酸输入等离子源，11h后投入激光光源，9h后再投入置于无氧环境下的离心机离心处理4h，最后经直流高、中频氧化扩散炉处理8h以完成接枝，即得。

实施例3

一种温控接枝石墨烯材料，包括以下步骤：

（1）称取纯度为85%的稀土氧化镧6.5kg，粒度为250目的沸石3.5kg，微晶石墨10kg，质量百分比浓度为86.5%的硫酸14kg，混合均匀；

（2）将稀土氧化镧、沸石、微晶石墨及硫酸输入等离子源，10h后投入激光光源，8h后再投入置于无氧环境下的离心机离心处理3h，最后经直流高、中频氧化扩散炉处理6.5h以完成接枝，即得。

试验例：

利用实施例1所得的温控接枝石墨烯材料制备热交换***除锈防腐装置中的中部体芯，可节油30-40％、或节煤8-15％、或节电>25％，能提高热效率20％以上。

该中部体芯设置于除锈防腐装置的内胆中，其外表面至少设有一条形状不限的水处理凹形槽(水处理凹形槽具体数量根据应用的热交换设备的大小确定)；水处理凹形槽与除锈防腐装置内胆中的进水道和返馈水道相通；每条水处理凹形槽槽口对应配置有2-12块磁场强度为1200-2500高斯、形状不限的磁块。

设有利用本发明石墨烯材料制备的中部体芯的除锈防腐装置可与任何形式的热交换设备并联或串联组合使用。

所述中部体芯除锈防腐的原理在于：

水从进水端盖的进水口流入内胆的进水道，再经返馈水道进入中部体芯外表面的水处理凹形槽，凹形槽槽口对应配置有磁块，本发明的石墨烯材料与磁场共同作用，水在此脱氧或变性，从而金属系例类的管壁不氧化不生锈不被腐蚀；同时，本发明的石墨烯合成材料会产生电子流，可使水中的硫离子以原子的形式在水中作布朗运动，使之不再腐蚀管壁；再者，由于电子流的产生，该电子流会组合为原子或原子团，组合得到的原子或原子团能以自发辐射方式进入水体中与管壁接触，在有一定的热量或振动能级出现时，便以光速在管壁上定向结成厚度小于1001的纳米膜，因膜的定向特性，在加热时膜只向管壁面延伸，直到布满整个管壁表面，纳米膜隔离了电荷之间的相互作用，也能保护管壁不被腐蚀并增加热传导。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种温控接枝石墨烯材料，按重量份计，包括以下原料：稀土氧化镧5-8份，沸石2-5份，微晶石墨5-15份，硫酸3-25份。

2.如权利要求1所述的一种温控接枝石墨烯材料，其特征在于：所述稀土氧化镧的纯度为80-90%。

3.如权利要求1所述的一种温控接枝石墨烯材料，其特征在于：所述沸石的粒度为200-300目。

4.如权利要求1或2或3之一所述的一种温控接枝石墨烯材料，其特征在于：所述硫酸的质量百分比浓度为85-88%。

5.一种温控接枝石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份称取稀土氧化镧5-8份，沸石2-5份，微晶石墨5-15份，硫酸3-25份，混合均匀；

（2）将上述配比的稀土氧化镧、沸石、微晶石墨及硫酸输入等离子源，9-11h后投入激光光源，7-9h后再投入置于无氧环境下的离心机离心处理2-4h，最后经直流高、中频氧化扩散炉处理5-8h以完成接枝，即得。