一种常温常压下直接制备膨胀石墨或石墨烯的方法

摘要

本发明公开了一种常温常压下直接制备膨胀石墨或石墨烯的方法。以石墨为原料，采用氧化剂和酸性介质，在常温常压下直接制备膨胀石墨和石墨烯。具体步骤如下：首先将石墨分散于含氧化剂的酸性介质中，然后将所得到的悬浮液在常温常压下静置，得到膨胀石墨。本发明制备膨胀石墨不涉及任何高温高压反应过程，操作安全，能耗低，效率高，环境友好。本发明得到的膨胀石墨可实现50-1500倍的体积膨胀，并且石墨烯片层的sp²杂化结构基本不会被破坏。本发明制备的膨胀石墨可广泛应用于储能、热量管理、光电子器件、太阳能电池、防腐涂料以及各种复合材料等领域。本发明制备的膨胀石墨也可作为制备高质量石墨烯的前驱体，将膨胀石墨进行力学剥离，可获得基本不含缺陷的高质量石墨烯。

主权项

一种常温常压下直接制备膨胀石墨或石墨烯的方法，其特征在于：首先将原料石墨分散于酸性溶液中，得到悬浮液，然后将得到的悬浮液在常温常压下静置一段时间，得到膨胀石墨；膨胀石墨水洗处理后经剥离，得到石墨烯分散液；石墨烯分散液通过固液分离除去溶剂后，可分散于有机溶剂中形成浆料；具体步骤如下：（１）将1重量份的原料石墨加入到1‑200重量份的酸性溶液中，得到悬浮液，将得到的悬浮液在常温常压下搅拌1分钟‑2小时后，静置1‑48小时，得到膨胀石墨；所述的酸性溶液为含有氧化剂的硫酸溶液，氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠或双氧水中任一种，氧化剂用量为石墨重量的0.1‑20倍；（２）将得到的膨胀石墨用去离子水洗涤后，过滤得到湿态膨胀石墨；将湿态膨胀石墨在溶液中进行剥离，得石墨烯分散液；（３）将剥离后的石墨烯分散液进行喷雾干燥，得到石墨烯粉体，或离心/过滤处理后，得到石墨烯浆料或湿态石墨烯固体，该湿态石墨烯固体易于再次分散到其它溶剂中。