一种利用对喷式气流粉碎机制备石墨烯微片的方法

摘要

本发明涉及石墨烯材料领域，具体涉及石墨烯微片的制备方法，特别是涉及一种利用对喷式气流粉碎机制备石墨烯微片的方法。通过熔融的氯化铁、氯化钾进入石墨的层间，利用氯化铁、氯化钾晶粒易脆断的特性，利用滑石粉流动性好、不易团聚的特性，在对喷式气流粉碎机中通过高速气流使粉料碰撞，产生的击力、剪切力、摩擦力将石墨和滑石粉剥层，进一步通过分级室分选，不合格粉料回流至粉碎室，已剥离的石墨和滑石粉与气体一起产出，获得石墨烯片。实现了连续、规模化生产层数分散均匀、流动性好、不易团聚的石墨烯微片，而且产量高、成本低，无污染，层厚满足在橡胶增强、塑料增强、涂料防腐、润滑、污水处理领域的使用要求，有利于推动石墨烯的大规模应用。

主权项

一种利用对喷式气流粉碎机制备石墨烯微片的方法，其特征在于：先将石墨粉热处理并分散，然后层间脆化，通过对喷式气流粉碎机的粉碎喷嘴和加料喷嘴产生的撞击力、剪切力、摩擦力剥离石墨，获得层数在50‑200层的分散均匀、流动性好、不易团聚的石墨烯微片，具体方法如下：（1）将重量份为80‑90的石墨粉、重量份为1‑5的滑石粉和重量份为0.5‑1.5的二甲基乙酰胺在高速混合反应机中，在加热温度为250‑300℃条件下混合，以300‑600rpm的转速搅拌分散30‑60min，得到混合粉料；（2）将氯化铁、氯化钾、聚乙二醇以质量比2‑3:2‑3:1配制成插层剂，然后将步骤（1）得到的混合粉料在插层剂中浸泡48h以上，通过离心机滤干、干燥得到预插层粉料；（3）将步骤（2）得到的预插层粉料送入对喷式气流粉碎机中，对喷式气流粉碎机设置两个喷嘴，一个粉碎喷嘴以3.0‑4.0 MPa的压力喷入粉碎室，一个加料喷嘴以2.0‑2.8 MPa的压力喷入粉碎室， 粉料在粉碎室内以射流的形式碰撞产生高强度的撞击力、剪切力、摩擦力，粉料在高速气流中反复冲击、切割摩擦的过程中,滑石粉和石墨层被不断剥离,通过分级室的筛选, 不合格大颗粒粉料回流至粉碎室继续碰撞剥离，达到剥离要求的产品从产品出口产出，得到层数在50‑200层的分散均匀、流动性好、不易团聚的的石墨烯微片。