CN107915218A - 混合式水射流粉碎石墨生产石墨烯 - Google Patents

Abstract

本发明是混合式水射流粉碎石墨生产石墨烯，属于石墨烯物理制备方法。本发明解决了氧化石墨还原法生产的石墨烯质量低和严重环境污染的问题；同时也克服了其它制备方法效率低无法量产的问题。混合式水射流粉碎石墨生产石墨烯是将石墨均匀混入水射流中，经喷嘴射向靶体，使石墨颗粒沿裂隙和解理面被粉碎，剥离出石墨烯。通过离心分级将不同粒径的石墨片逐步提高水射流压力的工艺流程进行粉碎，生产出石墨烯。

Description

混合式水射流粉碎石墨生产石墨烯

技术领域：

本发明涉及石墨烯制备生产领域。制备石墨烯方法大致分为物理制备方法和化学制备方法。真正投入大规模生产的目前只有氧化石墨还原法。本发明属物理制备方法，应用水射流粉碎石墨来大规模生产石墨烯。

背景技术：

石墨烯是由英国曼彻斯特大学物理学家安德列·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用极简单方法分离出来，证实了石墨烯这一碳原子二维晶体可以单独存在。由于石墨烯是目前发现的最薄、强度最大，导电性和导热性能最强的新型纳米材料，是席卷全球的新技术，新产业革命的一种最新材料。全世界和我国都投入了大量的资金和科技力量来研究开发石墨烯的制备生产和应用。

目前石墨烯已进入量产，但是是用氧化石墨还原法来生产石墨烯的，生产过程中会产生大量的废酸等有害物质，极不环保，更重要的是强氧化剂破坏了石墨烯的晶体结构的完整性，使石墨烯部分丧失了原有的优良功能。至于微机械剥离法等现有的物理制备方法和其他化学制备方法还不可能达到大规模生产。因此，真正的保持完美功能的石墨烯，世界以及我国还没有一家企业能大规模地生产。

发明内容：

混合式水射流粉碎石墨生产石墨烯是解决上述问题的较好办法。本发明就是应用混合式水射流粉碎物体的特点和石墨的结构特点有机结合来达到大规模生产石墨烯这一目的的。

水射流粉碎物体和切割物体早在上世纪就已产生了，应用混合式水射流来粉碎石墨生产石墨烯是我的发明。就是将石墨与水射流混合通过喷嘴射向靶体剥离出石墨烯。这是因为石墨是由碳原子二维晶体石墨烯组成的，每层石墨烯都具有一向极完全解理这一构造特点，而水射流粉碎物体就是沿物体的裂隙、解理面进行破坏粉碎，是解理面的解理粉碎。用水射流粉碎石墨生产石墨烯，就是将水射流粉碎物体的特点与石墨的构造特点有机结合，从而达到大规模生产石墨烯这一个目的。

具体实施方式：

一、将200目百分之九十八以上的石墨以混合式均匀混入水射流中，在75mpa-150mpa水射流通过喷嘴射向靶体，水流中的石墨在水射流的冲击作用、空化作用、水楔作用下，石墨颗粒沿裂隙和解理面被粉碎，分离出石墨烯。

二、离心分级有助于快速剥离出石墨烯，减少疲劳磨损，保持石墨烯晶体完整。经过第一次(75mpa压力)粉碎后，将靶场溢流出的石墨水流经离心分级，将10微米以下的石墨片分离出来，(10微米以下的占投入量65％)投入到另一台(100mpa压力)的水射流中，进行第二次粉碎；(10微米以上的石墨片返回上一工序与新石墨一起再进行粉碎)。第二次更高压力粉碎后再将靶场溢流出的石墨片水流经离心分级，将3微米以下的石墨片分离出来，再进行第三次(125mpa压力)的水射流粉碎，这样循环几次粉碎将石墨烯都彻底剥离，生产出石墨烯。

Claims (2)

1.混合式水射流粉碎石墨生产石墨烯。

2.离心分级逐步提高水射流压力对石墨进行分段粉碎。