JP2019513682A5

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Info

Publication number: JP2019513682A5
Application number: JP2018554043A
Authority: JP
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2020-05-28
Anticipated expiration: 2037-04-13

Claims

少なくとも１つのグラフェンおよび酸化グラフェンを製造する方法であって：
固体状態のある量の炭素リッチ材料を得る工程と；
前記炭素リッチ材料を溶媒、界面活性剤、および添加剤と混合して混合物を形成する工程と；
前記混合物をマイクロ波反応器に導く工程であって、前記マイクロ波反応器が前記混合物にマイクロ波放射を提供するように構成されている、工程と；
前記マイクロ波反応器中の前記混合物にマイクロ波放射を向ける工程であって；
前記混合物に前記マイクロ波放射を向ける前記工程が、ある量のグラフェンおよびある量の酸化グラフェンの少なくとも１つを形成するのに十分である、工程と；
前記形成されたグラフェンおよび酸化グラフェンを溶媒から分離する工程と、を含む方法。
前記マイクロ波放射が、１５０Ｗ〜３０００Ｗの強度を有する、請求項１に記載の方法。
前記混合物に前記マイクロ波放射を向ける前記工程が、約１秒間〜６０分間の間行われる、請求項１に記載の方法。
前記炭素リッチ材料が、グラファイト、酸処理膨張グラファイト、石炭スラグ、褐炭スラグ、およびアスファルトの少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
前記塩基材料が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、重曹、重炭酸ナトリウム、尿素、水酸化アンモニウム、および６よりも高いｐＨ値を維持しながら水に溶解することができる塩の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
前記界面活性剤が、第４級アンモニウム塩、臭化セトリモニウム、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）（ＰＤＤＡ）のような多原子カチオン、有機アンモニウムカチオン、イミニウム塩、およびポリスチレンスルホネートの少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
前記溶媒が、イミダゾリウム塩、ピリジニウム塩、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートなどの１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム（ＢＭＩＭ）ベースおよび１−エチル−３−メチルイミダゾリウム（ＥＭＩＭ）ベースイオン性液体の塩、水、アルコール、アセトン、ケトン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、エチレングリコール（ＥＧ）、ＤＭＳＯ、ならびにそれらの共溶媒の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
前記添加剤が、アゾジカルボンアミド、低分子アミン、水酸化アンモニウム、尿素、金属酸化物、金属ナノ粒子、ＫＭｎＯ４、鉄酸カリウム、鉄酸ナトリウム、および過酸化物の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
前記混合工程が磨鉱−粉砕を含む、請求項１に記載の方法。
前記混合工程が、超音波混合装置を用いて混合することを含み、前記超音波混合装置が、実質的に均一な懸濁液を有する混合物を生成する工程を含む、請求項１に記載の方法。
前記混合工程の前に前記炭素リッチ材料を磨鉱する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記分離したグラフェンおよび酸化グラフェンを用いて炭素繊維を形成する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記マイクロ波放射が、約１５００Ｗの強度を有する、請求項１に記載の方法。
前記混合物に前記マイクロ波放射を向ける前記工程が、約３０分間の間行われる、請求項１に記載の方法。
前記形成されたグラフェンおよび酸化グラフェンを前記溶媒から分離する前記工程が、前記マイクロ波反応器から前記成分をある量の水に排出することであって、前記水は前記形成されたグラフェンおよび酸化グラフェンが前記溶媒から分離することを可能にする、ことを含む、請求項１に記載の方法。
前記混合物を形成する工程が、前記炭素リッチ材料を溶媒、界面活性剤、添加剤、ならびに水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、リン酸、およびリン酸塩の少なくとも１つと混合して混合物を形成する工程である、請求項１に記載の方法。
前記添加剤が、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ｆｅ _３Ｏ _４、Ｃｏ _２Ｏ _３、ＮｉＯ、ＺｒＯ _２、ＭｏＯ _２、ＷＳ _２、およびＡｌ _２Ｏ _３の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
前記添加剤が、Ｎｉナノ粒子、Ｆｅナノ粒子、Ｃｏナノ粒子、Ｍｇナノ粒子、Ａｌナノ粒子、鋼合金ナノ粉末、およびＰｄナノ粒子の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つのグラフェンおよび酸化グラフェンが、導電性フィルム、グラフェンベースの炭素繊維、および電池電極の少なくとも１つに使用される少なくとも１つのグラフェンおよび酸化グラフェンである、請求項１に記載の方法。