石墨烯的制備方法
【專利摘要】一種石墨烯的制備方法，包括：將石墨分散在離子液體中，形成石墨與離子液體混合物；將所述石墨與離子液體混合物置于球磨容器中，加入球磨球，進(jìn)行球磨，得到漿料；將所述漿料從所述球磨容器取出，分離所述球磨球，再離心分離得到石墨烯溶液；將所述石墨烯溶液依次進(jìn)行過濾、洗滌和干燥處理，得到石墨烯。該方法利用離子液體為溶劑，通過球磨法獲得的石墨烯有很好的分散性，有效防止石墨烯再次團(tuán)聚，使得反應(yīng)量大，產(chǎn)率高，獲得的石墨烯的比表面積高。
【專利說明】石墨烯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)半導(dǎo)體材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及石墨烯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是2004年英國曼徹斯特大學(xué)的安德烈?!( ?海姆(Andre K.Geim)等發(fā)現(xiàn)的一種二維碳原子晶體，并獲得2010年物理諾貝爾獎(jiǎng)，再次引發(fā)碳材料研究熱潮。由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)使其成為碳材料、納米技術(shù)、凝聚態(tài)物理和功能材料等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，吸引了諸多科技工作者。單層石墨烯擁有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能和低的熱膨脹系數(shù)，并且其理論比表面積高達(dá) 2630m2/g (A Peigney, Ch Laurent, et al.Carbon, 2001, 39, 507),可用于效應(yīng)晶體管、電極材料、復(fù)合材料、液晶顯示材料、傳感器等。 [0003]目前制備石墨烯的方法主要有石墨剝裂、化學(xué)氧化還原法、超聲剝離法、化學(xué)氣相沉積法等。這些方法目前存在一些不足的地方，石墨烯的理論比表面積可以達(dá)到2630m2/g，但實(shí)際上所制備的石墨烯的比表面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這一數(shù)值，大多數(shù)只有600m2/g左右，這大大制約了石墨烯的應(yīng)用。且有的獲得石墨烯的產(chǎn)率僅為10%左右。如化學(xué)氣相沉積法制備的石墨烯比表面積高但產(chǎn)率低，氧化還原法制備的石墨烯產(chǎn)率高但比表面積低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種廣率聞且比表面積較聞的石墨稀的制備方法。
[0005]一種石墨烯的制備方法，包括:
[0006]將石墨分散在離子液體中，形成石墨與離子液體混合物，
[0007]將所述石墨與離子液體混合物置于球磨容器中，加入球磨球，進(jìn)行球磨，得到漿料；
[0008]將所述漿料從所述球磨容器取出，分離出所述球磨球，再離心分離得到石墨烯溶液；及
[0009]將所述石墨烯溶液依次進(jìn)行過濾、洗滌和干燥處理，得到石墨烯。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述石墨為天然鱗片石墨、人造石墨、無定型碳或膨脹石
m
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[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰亞胺、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸、1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰碳、1-乙基-3-甲基咪唑五氟乙酰亞胺、1-乙基-3-甲基咪唑二氰化氮、1-乙基_3，5-二甲基咪唑三氟甲磺酰亞胺、1,3-二乙基-4-甲基咪唑三氟甲磺酰亞胺、1，3-二乙基-5-甲基咪唑三氟甲磺酰亞胺中的至少一種。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述球磨容器為不銹鋼球磨容器，所述球磨球?yàn)椴讳P鋼硬質(zhì)球磨球。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述石墨與離子液體混合物中石墨的濃度為I克/升~200
克/升。[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述球磨球的直徑為5毫米~20毫米，所述球磨球與所述石墨與離子液體混合物的體積比為1:0.5~1:2。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述球磨的速度為200轉(zhuǎn)/分鐘~800轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間為2小時(shí)~12小時(shí)。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述離心分離得到石墨烯溶液的離心速度為1000轉(zhuǎn)/分鐘^lOOOO轉(zhuǎn)/分鐘，所述離心分離的時(shí)間為I分鐘~10分鐘。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述洗滌步驟為:將石墨烯溶液過濾得到的濾渣用1-甲基-2-吡咯烷酮或N，N-二甲基甲酰胺洗滌，再分別用乙醇、丙酮、去離子水清洗、過濾。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述干燥處理是把所述洗滌步驟中得到的濾渣在6(noo°c的真空干燥箱里干燥1(T20小時(shí)。
[0019]根據(jù)上述石墨烯的制備方法，將石墨分散在離子液體中，形成石墨與離子液體混合物，采用球磨法得到石墨烯溶液；再經(jīng)過離心、過濾、洗滌和干燥處理，得到石墨烯。該方法利用離子液體為溶劑，離子液體熔點(diǎn)低，室溫下為液態(tài)，不需要加熱便可以當(dāng)溶劑，在后續(xù)過濾處理也較方便。通過球磨獲得的石墨烯有很好的分散性，有效防止石墨烯再次團(tuán)聚，使得反應(yīng)量大，廣率聞，獲得的石墨稀的比表面積聞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為一實(shí)施方式的石墨烯的制備方法的流程圖；
[0021]圖2為實(shí)施例1制備的石墨烯的掃描電鏡圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施方式及附圖，對(duì)石墨烯的制備方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023]請(qǐng)參閱圖1，一實(shí)施方式的石墨烯的制備方法包括以下步驟:
[0024]步驟S101，將石墨分散在離子液體中，形成石墨與離子液體混合物。
[0025]本實(shí)施例中，石墨優(yōu)選為天然鱗片石墨、人造石墨、無定型碳或膨脹石墨。離子液體優(yōu)選為1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸(EtMeImBF4)U-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰亞胺(EtMeImN(CF3SO2)2X1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸(EtMeImCF3S03)、1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸(EtMeImCF3CO2X 1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰碳(EtMeImC (CF3SO2) 3)、1-乙基-3-甲基咪唑五氟乙酰亞胺(EtMeImN(C2F5SO2)2X 1-乙基-3-甲基咪唑二氰化氮(EtMeImN(CN) 2)、1-乙基-3，5-二甲基咪唑三氟甲磺酰亞胺(l_Et_3，5-Me2ImN(CF3SO2)2),I, 3- 二乙基-4-甲基咪唑三氟甲磺酰亞胺(1，3-Et2-4-MeImN(CF3S02)2)l，3- 二乙基-5-甲基咪唑三氟甲磺酰亞胺(I，3-Et2-5-MeImN (CF3SO2) 2)中的至少一種。
[0026]石墨與離子液體混合物中石墨的濃度優(yōu)選為lg/L~200g/L。若濃度過大，球磨過程比較困難，若濃度過小，石墨烯產(chǎn)量低，因此優(yōu)選為該濃度適中的濃度范圍。
`[0027]步驟S102，將所述石墨與離子液體混合物置于中球磨容器，加入球磨球，進(jìn)行球磨，得到漿料。
[0028]可以按照石墨與離子液體混合物的體積與球磨容器容量比為1:4的比例將石墨與離子液體混合物加入到球磨容器中。該球磨容器可以為不銹鋼球磨容器。球磨球優(yōu)選為不銹鋼硬質(zhì)球磨球。采用不銹鋼硬質(zhì)球磨球，不銹鋼硬質(zhì)球碰撞力度大，相互摩擦后可增加石墨烯的表面缺陷與褶皺，所以可以增加石墨烯的比表面積。球磨球的直徑優(yōu)選為5mnT20mm,加入的球磨球與石墨與離子液體混合物的體積比優(yōu)選為1:0.5~1:2。具體的球磨步驟為:將加入了石墨與離子液體混合物和球磨球的球磨容器安裝到球磨設(shè)備中，設(shè)定球磨速度為200轉(zhuǎn)/分鐘~800轉(zhuǎn)/分鐘，球磨2~12小時(shí)后停止設(shè)備，石墨混合在離子液體中，在球磨過程中，當(dāng)石墨被剝離后就分散到離子液體中，得到漿料。
[0029]步驟S103，將漿料從球磨容器取出，分離出球磨球，再離心分離得到石墨烯溶液。
[0030]本實(shí)施例中，將漿料從容器中取出，用篩網(wǎng)將球磨球與石墨烯溶液分離，再用離心機(jī)在離心速度為1000轉(zhuǎn)/分鐘~10000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下對(duì)石墨烯溶液離心I分鐘~10分鐘，將未剝離的石墨分離，得到石墨烯溶液。
[0031]步驟S104，將石墨烯溶液依次進(jìn)行過濾、洗滌和干燥處理，得到石墨烯。 [0032]本實(shí)施例中，先將石墨烯溶液過濾，得到的濾渣用1-甲基-2-吡咯烷酮或N，N_ 二甲基甲酰胺初步洗滌3次飛次，1-甲基-2-吡咯烷酮和N，N- 二甲基甲酰胺均為非質(zhì)子極性溶劑，可以將離子液體洗掉；再分別用乙醇、丙酮、去離子水清洗、過濾。先用乙醇和丙酮將1-甲基-2-吡咯烷酮或N，N-二甲基甲酰胺洗掉，再用去離子水將過量的乙醇和丙酮洗掉。最后將收集到的濾渣在真空干燥箱里60°C ~100°C的溫度下干燥10小時(shí)~20小時(shí)可得石墨烯。
[0033]上述石墨烯的制備方法的優(yōu)點(diǎn)在于:1、選用的離子液體熔點(diǎn)低，室溫下為液態(tài)，不需要加熱便可以當(dāng)溶劑，在后續(xù)過濾處理也較方便。石墨烯在離子液體中的分散性好，不易再次團(tuán)聚。2、制備過程簡單，只需要簡單將石墨與離子液體在球磨設(shè)備中進(jìn)行球磨，再通過簡單的分離、干燥就完成了制備過程。3、得到的產(chǎn)品的產(chǎn)率高且比表面積較高。4、選用的原料可以為各類石墨，原料易得。5、所需的設(shè)備都是普通的化工設(shè)備，節(jié)約研發(fā)設(shè)備成本，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
[0034]以下結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)行說明。
[0035]實(shí)施例1
[0036]一種石墨烯的制備方法，其工藝流程如下:
[0037](I)配置IL天然鱗片石墨濃度為lg/L的天然鱗片石墨與1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸混合液。
[0038](2)將配置的混合液置于4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為5mm的球磨球，加入的球磨球與混合液的體積比為1:2,即球磨球的體積為2L,然后加蓋密封。將不銹鋼球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定200轉(zhuǎn)/分鐘，球磨12小時(shí)后停止設(shè)備，得到漿料。
[0039](3)取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，再用離心機(jī)以1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心10分鐘，將未剝離的石墨分離，得到石墨烯溶液。
[0040](4)將石墨烯溶液過濾，得到的濾渣用1-甲基-2-吡咯烷酮洗滌3次，再分別用乙醇、丙酮、去離子水各清洗一次，過濾，將收集到的濾渣在真空干燥箱里60°C溫度下干燥20小時(shí)，得到石墨稀。
[0041]請(qǐng)參閱圖2，所示為實(shí)施例1制備的石墨烯的掃描電鏡(scanning electronmicroscope, SEM)圖譜,從圖2中可以看出，石墨烯已經(jīng)成功制備。石墨烯片層厚度約為
0.5納米納米，石墨烯片層較集中，剝離效果良好，經(jīng)計(jì)算，本實(shí)施例的石墨烯的產(chǎn)率高達(dá)88%，石墨烯的比表面積為1866m2/g。[0042]實(shí)施例2
[0043]一種石墨烯的制備方法，其工藝流程如下:
[0044](I)配置IL人造石墨濃度為10g/L的人造石墨與1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰亞胺混合液。
[0045](2)將配置的混合液置于4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為IOmm的球磨球，加入的球磨球與混合液的體積比為1:1，即球磨球的體積為1L,然后加蓋密封。將不銹鋼球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定400轉(zhuǎn)/分鐘，球磨10小時(shí)后停止設(shè)備，得到漿料。
[0046](3 )取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，再用離心機(jī)以2000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心5分鐘，將未剝離的石墨分離，得到石墨烯溶液。[0047](4)將石墨烯溶液過濾，得到的濾渣用N，N- 二甲基甲酰胺洗滌4次，再分別用乙醇、丙酮、去離子水各清洗一次，過濾，將收集到的濾渣在真空干燥箱里80°C溫度下干燥10小時(shí)，得到石墨烯。石墨烯的產(chǎn)率為64%，石墨烯的比表面積為1269m2/g。
[0048]實(shí)施例3
[0049]一種石墨烯的制備方法，其工藝流程如下:
[0050]( I)配置IL無定形碳濃度為100g/L的無定形碳與1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸混合液。
[0051](2)將配置的混合液置于4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為20mm的球磨球，加入的球磨球與混合液的體積比為1:0.5,即球磨球的體積為0.5L,然后加蓋密封。將不銹鋼球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定600轉(zhuǎn)/分鐘，球磨8小時(shí)后停止設(shè)備，得到漿料。
[0052](3 )取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，再用離心機(jī)以5000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心2分鐘，將未剝離的石墨分離，得到石墨烯溶液。
[0053](4)將石墨烯溶液過濾，得到的濾渣用1-甲基-2-吡咯烷酮洗滌3次，再分別用乙醇、丙酮、去離子水各清洗一次，過濾，將收集到的濾渣在真空干燥箱里100°c溫度下干燥15小時(shí)，得到石墨烯。石墨烯的產(chǎn)率為69%，石墨烯的比表面積為1365m2/g。
[0054]實(shí)施例4
[0055]一種石墨烯的制備方法，其工藝流程如下:
[0056](I)配置IL膨脹石墨濃度為200g/L的膨脹石墨與1_乙基_3_甲基咪唑三氟乙酸混合液。
[0057](2)將配置的混合液置于4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為IOmm的球磨球，加入的球磨球與混合液的體積比為1:1，即球磨球的體積為1L,然后加蓋密封。將不銹鋼球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定800轉(zhuǎn)/分鐘，球磨6小時(shí)后停止設(shè)備，得到漿料。
[0058](3)取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，再用離心機(jī)以10000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心I分鐘，將未剝離的石墨分離，得到石墨烯溶液。
[0059](4)將石墨烯溶液過濾，得到的濾渣再用N，N- 二甲基甲酰胺洗滌5次，再分別用乙醇、丙酮、去離子水各清洗一次，過濾，將收集到的濾渣在真空干燥箱里90°C溫度下干燥12小時(shí)，得到石墨烯。石墨烯的產(chǎn)率為74%，石墨烯的比表面積為1711m2/g。
[0060]實(shí)施例5
[0061]一種石墨烯的制備方法，其工藝流程如下:[0062](I)配置IL天然鱗片石墨濃度為50g/L的天然鱗片石墨與1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰碳混合液。
[0063](2)將配置的混合液置于4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為20mm的球磨球，加入的球磨球與混合液的體積比為1: 1.5,即球磨球的體積為1.5L,然后加蓋密封。將不銹鋼球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定500轉(zhuǎn)/分鐘，球磨4小時(shí)后停止設(shè)備，得到漿料。
[0064](3 )取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，再用離心機(jī)以8000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心4分鐘，將未剝離的石墨分離，得到石墨烯溶液。
[0065](4)將石墨烯溶液過濾，得到的濾渣用1-甲基-2-吡咯烷酮洗滌4次，再分別用乙醇、丙酮、去離子水各清洗一次，過濾，將收集到的濾渣在真空干燥箱里70°C溫度下干燥18小時(shí)，得到石墨烯。石墨烯的產(chǎn)率為62%，石墨烯的比表面積為1436m2/g。
[0066]實(shí)施例6
[0067]一種石墨烯的制備方法，其工藝流程如下:
[0068](I)配置IL天然鱗片石墨濃度為20g/L的天然磷片石墨與1-乙基-3-甲基咪唑五氟乙酰亞胺混合液。
[0069](2)將配置的混合液置于4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為5mm的球磨球，加入的球磨球與混合液的體積比為1: 1.2，即球磨球的體積為1.2L，然后加蓋密封。將不銹鋼球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速 度設(shè)定300轉(zhuǎn)/分鐘，球磨9小時(shí)后停止設(shè)備，得到漿料。
[0070](3 )取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，再用離心機(jī)以6000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心3分鐘，將未剝離的石墨分離，得到石墨烯溶液。
[0071](4)將石墨烯溶液過濾，得到的濾渣用N，N- 二甲基甲酰胺洗滌4次，再分別用乙醇、丙酮、去離子水各清洗一次，過濾，將收集到的濾渣在真空干燥箱里60°C溫度下干燥20小時(shí)，得到石墨烯。石墨烯的產(chǎn)率為71%，石墨烯的比表面積為1228m2/g。
[0072]實(shí)施例7
[0073]一種石墨烯的制備方法，其工藝流程如下:
[0074](I)配置IL人造石墨濃度為120g/L的人造石墨與1-乙基-3-甲基咪唑二氰化氮混合液。
[0075](2)將混合液置于4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為IOmm的球磨球，加入的球磨球與混合液的體積比為1:0.8,即球磨球的體積為0.8L,然后加蓋密封。將不銹鋼球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定500轉(zhuǎn)/分鐘，球磨10小時(shí)后停止設(shè)備，得到漿料。
[0076](3 )取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，再用離心機(jī)以4000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心6分鐘，將未剝離的石墨分離，得到石墨烯溶液。
[0077](4)將石墨烯溶液過濾，得到的濾渣用1-甲基-2-吡咯烷酮洗滌3次，再分別用乙醇、丙酮、去離子水各清洗一次，過濾，將收集到的濾渣在真空干燥箱里100°c溫度下干燥10小時(shí)，得到石墨烯。石墨烯的產(chǎn)率為66%，石墨烯的比表面積為1632m2/g。
[0078]實(shí)施例8
[0079]一種石墨烯的制備方法，其工藝流程如下:
[0080](I)配置IL無定形碳濃度為5g/L的無定形碳與1-乙基_3，5- 二甲基咪三氟甲磺酰亞胺混合液。[0081](2)將配置的混合液置于4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為20mm的球磨球，加入的球磨球與混合液的體積比為1:2,即球磨球的體積為2L,然后加蓋密封。將不銹鋼球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定800轉(zhuǎn)/分鐘，球磨2小時(shí)后停止設(shè)備，得到漿料。
[0082](3 )取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，再用離心機(jī)以3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心8分鐘，將未剝離的石墨分離，得到石墨烯溶液。
[0083](4)將石墨烯溶液過濾，得到的濾渣用N，N- 二甲基甲酰胺洗滌5次，再分別用乙醇、丙酮、去離子水各清洗一次，過濾，將收集到的濾渣在真空干燥箱里80°C溫度下干燥16小時(shí)，得到石墨烯。石墨烯的產(chǎn)率為85%，石墨烯的比表面積為1815m2/g。
[0084]實(shí)施例9
[0085]一種石墨烯的制備方法，其工藝流程如下:
[0086](I)配置IL膨脹石墨濃度為150g/L的膨脹石墨與1，3-二乙基-4-甲基咪三氟甲磺酰亞胺混合液。
[0087](2)將配置的混合液置于4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為5mm的球磨球，加入的球磨球與混合液的體積比為1:1，即球磨球的體積為1L,然后加蓋密封。將不銹鋼球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定400轉(zhuǎn)/分鐘，球磨12小時(shí)后停止設(shè)備，得到漿料。
[0088](3)取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，再用離心機(jī)以1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心10分鐘，將未剝離的石墨分離，得到石墨烯溶液。
[0089](4)將石墨烯溶液過濾，得到的濾渣用1-甲基-2-吡咯烷酮洗滌5次，再分別用乙醇、丙酮、去離子水各清洗一次，過濾，將收集到的濾渣在真空干燥箱里90°C溫度下干燥12小時(shí)，得到石墨烯。石墨烯的產(chǎn)率為76%，石墨烯的比表面積為1674m2/g。
[0090]實(shí)施例10`
[0091]一種石墨烯的制備方法，其工藝流程如下:
[0092](I)配置IL膨脹石墨濃度為200g/L的膨脹石墨與1，3_ 二乙基_5_甲基咪三氟甲磺酰亞胺混合液。
[0093](2)將配置的混合液置于4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為5mm的球磨球，加入的球磨球與混合液的體積比為1:0.5,即球磨球的體積為0.5L,然后加蓋密封。將不銹鋼球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定200轉(zhuǎn)/分鐘，球磨8小時(shí)后停止設(shè)備，得到漿料。
[0094](3)取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，再用離心機(jī)以1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心5分鐘，將未剝離的石墨分離，得到石墨烯溶液。
[0095](4)將石墨烯溶液過濾，得到的濾渣用N，N- 二甲基甲酰胺洗滌4次，再分別用乙醇、丙酮、去離子水各清洗一次，過濾，將收集到的濾渣在真空干燥箱里70°C溫度下干燥15小時(shí)，得到石墨稀。石墨稀的廣率為81%,石墨稀的比表面積為1594m2/g。
[0096]實(shí)施例11
[0097]一種石墨烯的制備方法，其工藝流程如下:
[0098](I)配置IL天然磷片石墨濃度為50g/L的天然磷片石墨與1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸混合液。
[0099](2)將配置的混合液置于4L的不銹鋼球磨容器中，加入直徑為20mm的球磨球，加入的球磨球與混合液的體積比為1:2,即球磨球的體積為2L,然后加蓋密封。將不銹鋼球磨容器安裝到球磨設(shè)備里，球磨速度設(shè)定500轉(zhuǎn)/分鐘，球磨6小時(shí)后停止設(shè)備，得到漿料。[0100](3)取出球磨容器，用篩網(wǎng)將球磨球與溶液分離，再用離心機(jī)以5000轉(zhuǎn)/分鐘的速度離心7分鐘，將未剝離的石墨分離，得到石墨烯溶液。
[0101](4)將石墨烯溶液過濾，得到的濾渣用1-甲基-2-吡咯烷酮洗滌5次，再分別用乙醇、丙酮、去離子水各清洗一次，過濾，將收集到的濾渣在真空干燥箱里100°c溫度下干燥12小時(shí)，得到石墨烯。石墨烯的產(chǎn)率為73%，石墨烯的比表面積為1672m2/g。
[0102]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明 專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種石墨烯的制備方法，其特征在于，包括: 將石墨分散在離子液體中，形成石墨與離子液體混合物； 將所述石墨與離子液體混合物置于球磨容器中，加入球磨球，進(jìn)行球磨，得到漿料； 將所述漿料從所述球磨容器取出，分離所述球磨球，再離心分離得到石墨烯溶液 '及 將所述石墨烯溶液依次進(jìn)行過濾、洗滌和干燥處理，得到石墨烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，所述石墨為天然鱗片石墨、人造石墨、無定型碳或膨脹石墨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，所述離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰亞胺、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸、1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酰碳、1-乙基-3-甲基咪唑五氟乙酰亞胺、1-乙基-3-甲基咪唑二氰化氮、1-乙基_3，5-二甲基咪唑三氟甲磺酰亞胺、1，3-二乙基-4-甲基咪唑三氟甲磺酰亞胺、1，3-二乙基-5-甲基咪唑三氟甲磺酰亞胺中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，所述球磨容器為不銹鋼球磨容器，所述球磨球?yàn)椴讳P鋼硬質(zhì)球磨球。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，所述石墨與離子液體混合物中石墨的濃度為I克/升 ~200克/升。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，所述球磨球的直徑為5毫米~20毫米，所述球磨球與所述石墨與離子液體混合物的體積比為1:0.5~1:2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，所述球磨的速度為200轉(zhuǎn)/分鐘~800轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間為2小時(shí)~12小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，所述離心分離得到石墨烯溶液的離心速度為1000轉(zhuǎn)/分鐘~10000轉(zhuǎn)/分鐘，所述離心分離的時(shí)間為I分鐘~10分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，所述洗滌步驟為:將石墨烯溶液過濾得到的濾渣用1-甲基-2-吡咯烷酮或N，N-二甲基甲酰胺洗滌，再分別用乙醇、丙酮、去離子水清洗、過濾。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，所述干燥處理是把所述洗滌步驟中得到的濾渣在6(noo°c的真空干燥箱里干燥1(T20小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C01B31/04GK103626162SQ201210308054
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月27日
【發(fā)明者】周明杰, 王要兵, 袁新生, 鐘輝 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司