本發(fā)明屬于高質(zhì)量石墨烯制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一鍋法液相剝離大批量制備高質(zhì)量石墨烯的方法。

背景技術(shù)：

英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機(jī)械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。石墨烯是緊密堆積成二維六方蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的單層碳原子，各碳原子之間以sp2雜化方式相連，c-c之間夾角為120℃，鍵長約為0.142nm，鍵能很強(qiáng)，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。單層石墨烯的理論表面積可達(dá)2620m²/g，載流子遷移速率最大可達(dá)2×10⁵cm²/v.s，電導(dǎo)率可達(dá)108ω/m，斷裂強(qiáng)度可達(dá)130gpa，彈性模量超過1tpa，熱導(dǎo)率約為3000w/(mk)，透光率超過97％。二維石墨烯具有卓越的光、電、熱和力學(xué)等性能，在眾多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中有巨大的應(yīng)用前景，被譽(yù)為下一代關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。然而，石墨烯產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用的瓶頸性問題是如何高效率、規(guī)模化、低成本和環(huán)境友好地制備高質(zhì)量石墨烯產(chǎn)品。

石墨烯的制備方法主要包括化學(xué)氣相沉積法、sic外延生長法，氧化還原法、機(jī)械剝離法及液相剝離法。其中化學(xué)氣相沉積法可獲得高質(zhì)量的石墨烯，然而產(chǎn)率低，成本高，對(duì)襯底要求高，而且轉(zhuǎn)移存在極大的困難。sic外延生長法可獲得高質(zhì)量的石墨烯，但是這種方法對(duì)設(shè)備要求較高。氧化還原法可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)石墨烯，但是由于在氧化的過程中石墨烯的結(jié)構(gòu)遭到巨大的破壞，難于得到高質(zhì)量無缺陷的石墨烯。機(jī)械剝離法可直接從石墨上剝離出少層或者單層石墨烯，但是該法操作繁瑣，石墨烯的生產(chǎn)效率極低。相比之下，液相剝離法是一種操作簡便，且能以低成本制備出高質(zhì)量石墨烯的方法。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?01610994440.2公開了一種混合鹽輔助剝離石墨制備石墨烯的方法，(1)將石墨、至少一種無機(jī)鹽、至少一種有機(jī)鹽和溶劑a混合得到石墨/混合鹽復(fù)合物；(2)向石墨/混合鹽復(fù)合物中加入促進(jìn)劑或促進(jìn)劑與溶劑b的溶液，充分混合；(3)分離干燥得到石墨烯。該制備方法步驟繁多，步驟繁多造成了費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且步驟越繁多制備出來的石墨烯質(zhì)量就越差，缺陷就越多。在(1)與(2)的混合步驟中都必須至少采用兩種混合方式，這是一種資源的浪費(fèi)，并且在(2)中還加入了促進(jìn)劑，促進(jìn)劑包括硫代硫酸鈉，亞硫酸氫鈉、碳酸氫鈉、過硫酸銨、過氧化鈉、雙氧水、過碳酸氫鈉、過硼酸鈉和過硫酸鈉中的一種或多種的混合物，這些促進(jìn)劑的加入造成資源的極大浪費(fèi)。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?016105113161.x公開了一種低成本制備石墨烯的方法，(1)將甲基吡咯烷酮與石墨粉按質(zhì)量比(1～5)：1均勻混合，在60℃水浴中超聲分散半小時(shí)形成糊狀溶液；(2)將糊狀溶液加入到行星式球磨機(jī)上球磨；(3)在(2)的溶液中加入去離子水，然后在室溫下對(duì)混合物同時(shí)超聲與攪拌；(4)洗滌干燥得多層石墨烯。該制備方法步驟繁多，步驟越繁多制備出來的石墨烯質(zhì)量就越差，缺陷就越多。且在(2)中采用了球磨剝離方式，球磨會(huì)對(duì)石墨施加巨大壓力，對(duì)石墨產(chǎn)生巨大的沖擊力，這種巨大的壓力與沖擊力會(huì)使石墨烯層產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷，極易造成石墨烯層結(jié)構(gòu)晶格缺陷。沒有添加輔助剝離劑，其剝離效果不佳，石墨烯產(chǎn)率不高，石墨烯缺陷太多。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?01410635115.8公開了一種功能化石墨烯的制備方法及其應(yīng)用，采用石墨和/或其衍生物為原料，利用植物多酚和/其衍生物作為分散助劑，以水或有機(jī)溶劑中的一種或多種的混合溶劑為分散介質(zhì)，采用超聲或者攪拌剪切的方法從石墨和/或其衍生物剝離制備功能化石墨烯。植物多酚和/其衍生物只是作為分散助劑，其沒有輔助剝離效果，該法制備的石墨烯產(chǎn)量不高，滿足不了實(shí)際需求。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?01610150020.6公開了一種快速制備高品質(zhì)石墨烯的方法，將石墨加入到含有插層劑的溶液中，攪拌均勻后，再加入剝離助劑，同時(shí)持續(xù)進(jìn)行超聲處理，使石墨剝離，然后洗滌至中性，再經(jīng)離心去除底部不溶物后得到石墨烯分散液，經(jīng)干燥處理后得到高品質(zhì)石墨烯粉體。插層劑為碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸鉀中的一種或幾種。剝離助劑為硫酸、鹽酸、磷酸、甲酸、乙酸中一種或幾種。插層劑與剝離助劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實(shí)際上插層劑已經(jīng)失去插層效果，對(duì)石墨剝離成石墨烯起不到作用，這樣做反而是一種資源的浪費(fèi)。

根據(jù)上述，選擇合適的輔助剝離劑及溶劑對(duì)大批量生產(chǎn)高質(zhì)量石墨烯極為重要。本領(lǐng)域需要操作簡便、安全環(huán)保且制備成本低的大批量制備少缺陷高質(zhì)量石墨烯的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于：提供一鍋法液相剝離大批量制備高質(zhì)量石墨烯的方法。采用有機(jī)鹽、有機(jī)酸、無機(jī)鹽、無機(jī)堿中的一種作為輔助剝離劑，以與水互溶的有機(jī)溶劑作為分散劑，加入適量的去離子水增加輔助剝離劑在體系中的溶解性，然后通過超聲處理或者同時(shí)超聲與攪拌處理混合物制備少缺陷高質(zhì)量石墨烯。本發(fā)明極大地降低了生產(chǎn)成本，對(duì)實(shí)現(xiàn)少缺陷高質(zhì)量石墨烯的批量化生產(chǎn)具有重要意義。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供下述技術(shù)方案。

在第一方面中，本發(fā)明提供一鍋法液相剝離大批量制備高質(zhì)量石墨烯的方法，所述方法可包括以下步驟：

(1)混合石墨粉、輔助剝離劑、分散劑以及去離子水，得到第一反應(yīng)混合物；

(2)在0～100℃下，采用100～1500w超聲波細(xì)胞破碎儀或者100～1500w超聲波清洗機(jī)將第一混合物超聲處理0.5～168h，或者將第一混合物同時(shí)超聲與攪拌0.5～168h，得到第二反應(yīng)混合物；

(3)采用離心分離、沉降、過濾中的一種或者多種分離方式分離第二反應(yīng)混合物得沉淀物，采用體積比為1:1～1:10的去離子水與乙醇的混合溶劑洗滌沉淀物，最后干燥得到高質(zhì)量石墨烯粉體；

其中在高質(zhì)量石墨烯的制備過程中，不使用促進(jìn)劑。

在第一方面的一種實(shí)施方式中，所述輔助剝離劑可包括有機(jī)酸、有機(jī)鹽、無機(jī)鹽、無機(jī)堿中的一種或多種。

在第一方面的另一種實(shí)施方式中，所述分散劑包括與水互溶的有機(jī)溶劑。

在第一方面的另一種實(shí)施方式中，所述有機(jī)鹽為甲酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽、戊酸鹽、己酸鹽、庚酸鹽、辛酸鹽、壬酸鹽、癸酸鹽、十一酸鹽、十二酸鹽、苯甲酸鹽、檸檬酸鹽、酒石酸鹽、乳酸鹽、谷氨酸鹽、乙二胺四乙酸二鹽、油酸鹽、酒石酸鈉鉀、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十四烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十八烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、仲烷基苯磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉、十八烷基磺酸鈉、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、四丁基溴化銨、十六烷基三甲基碘化銨、十二烷基三甲基碘化銨、十八烷基三甲基碘化銨、十四烷基三甲基碘化銨、四丁基碘化銨、十二烷基甲基咪唑氯鹽、十四烷基甲基咪唑氯鹽、十六烷基甲基咪唑氯鹽、十八烷基甲基咪唑氯鹽、十二烷基二甲基咪唑氯鹽、十四烷基二甲基咪唑氯鹽、十六烷基二甲基咪唑氯鹽、十八烷基二甲基咪唑氯鹽、乙基甲基咪唑溴鹽、十二烷基甲基咪唑溴鹽、十四烷基甲基咪唑溴鹽、十六烷基甲基咪唑溴鹽、十八烷基甲基咪唑溴鹽、十二烷基二甲基咪唑溴鹽、十四烷基二甲基咪唑溴鹽、十六烷基二甲基咪唑溴鹽、十八烷基二甲基咪唑溴鹽、n-丁基吡啶氯鹽、n-丁基吡啶溴鹽、四丁基溴化鏻、十二烷基三丁基溴化鏻、十四烷基三丁基溴化鏻、十二烷基三丁基氯化鏻、十四烷基三丁基氯化鏻、十二烷氧基甲基三丁基溴化鏻、十二烷氧基甲基三丁基氯化鏻中的一種或幾種。

在第一方面的另一種實(shí)施方式中，所述有機(jī)酸為丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸己二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、馬來酸、羥基乙酸、酒石酸、草酸、檸檬酸、乙二胺四乙酸、苯甲酸、苯乙酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、戊酸、己酸、硬脂酸、軟質(zhì)酸、丙烯酸、蘋果酸、抗壞血酸、琥珀酸、油酸、亞油酸、亞麻酸中的一種或幾種。

在第一方面的另一種實(shí)施方式中，所述無機(jī)鹽為溴化鎂、氯化鎂、碘化鎂、氯化鈣、溴化鈣、碘化鈣、氯化銨、氯化銅、氯化鈉、氯化鉀、溴化鈉、溴化鉀、碘化鈉、碘化鉀、溴化錳、溴化鐵、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋅、氯化錳、四氯化錫、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銨、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鎳、硫酸銨、硫酸銅、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸錳、硫酸鋰中的一種或幾種。

在第一方面的另一種實(shí)施方式中，所述的無機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鋇、氫氧化鍶、氫氧化銣、氫氧化銫、氫氧化鐳、氫氧化亞鉈、氫氧化鎳、氫氧化鈣中的一種或幾種。

在第一方面的另一種實(shí)施方式中，所述的有機(jī)溶劑為苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、環(huán)己烷、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、異丁醇、乙二醇、丙二醇、乙腈、乙酸乙酯、吡啶、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、乙醚、石油醚、四氫呋喃、丙酮、環(huán)己酮、甲乙酮、甲基異丁酮、異佛爾酮、二乙基酮、甲基丙基酮、1-乙烯吡咯烷酮、1，3-二甲基咪唑烷酮、環(huán)戊酮、n-甲基吡咯烷酮、甲基丙基酮、二甲基亞砜中的一種或幾種。

在第二方面中，本發(fā)明提供一種通過根據(jù)第一方面所述的一鍋法液相剝離大批量制備高質(zhì)量石墨烯的方法制備的石墨烯，所述石墨烯的g峰/d峰大于或等于2.55。

在第二方面的一種實(shí)施方式中，制備得到的高質(zhì)量石墨烯在溶劑中分散時(shí)的濃度極高(大于或等于0.5mg/ml)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：(1)制備工藝操作簡便、安全環(huán)保且制備成本低；以及(2)所制備的石墨烯為少缺陷高質(zhì)量石墨烯(如石墨烯的g峰/d峰大于或等于2.55)且制備得到的高質(zhì)量石墨烯在溶劑中分散時(shí)的濃度極高(大于或等于0.5mg/ml)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的高質(zhì)量石墨烯分散液的光學(xué)照片。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的高質(zhì)量石墨烯的透射電子顯微鏡照片。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制備的高質(zhì)量石墨烯的拉曼光譜圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚和完整的描述。

本發(fā)明涉及了一鍋法液相剝離大批量制備高質(zhì)量石墨烯的方法，以石墨粉作為原料，以一定量的有機(jī)鹽、有機(jī)酸、無機(jī)鹽、無機(jī)堿中的一種作為輔助剝離劑，以與水互溶的有機(jī)溶劑作為分散劑，加入適量的去離子水增加輔助剝離劑在體系中的溶解性，在0～100℃下，采用100～1500w超聲波細(xì)胞破碎儀或者100～1500w超聲波清洗機(jī)超聲處理混合物0.5～168h，或者對(duì)混合物同時(shí)超聲與攪拌0.5～168h，然后采用離心分離、沉降、過濾中的一種或者多種分離方式分離混合物得沉淀物，采用體積比為1:1～1:10的去離子水與乙醇的混合物洗滌沉淀物，最后干燥得到高質(zhì)量石墨烯粉體。該方法所采用的分散劑為有機(jī)溶劑，且加入適量的去離子水，石墨粉以及制備得到的高質(zhì)量石墨烯能夠很好的在混合溶劑中分散均勻，且輔助剝離劑在混合溶劑中能夠充分溶解，充分溶解的輔助剝離劑能夠更好地起到輔助剝離效果。因此，本發(fā)明的方法簡單，操作簡便，安全環(huán)保，制備成本極低，且可高效制備高濃度(濃度大于或等于0.5mg/ml)、少缺陷(g峰/d峰為大于或等于2.55)的高質(zhì)量石墨烯。

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于：提供一鍋法液相剝離大批量制備高質(zhì)量石墨烯的方法。采用有機(jī)鹽、有機(jī)酸、無機(jī)鹽、無機(jī)堿中的一種作為輔助剝離劑，以與水互溶的有機(jī)溶劑作為分散劑，加入適量的去離子水增加輔助剝離劑在體系中的溶解性，然后通過超聲處理或者同時(shí)超聲與攪拌處理混合物制備少缺陷高質(zhì)量石墨烯。本發(fā)明極大地降低了生產(chǎn)成本，對(duì)實(shí)現(xiàn)少缺陷高質(zhì)量石墨烯的批量化生產(chǎn)具有重要意義。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一鍋法液相剝離大批量制備高質(zhì)量石墨烯的方法，其特征在于，具體實(shí)現(xiàn)步驟為：

(1)將適量的石墨粉、一定量的有機(jī)鹽、有機(jī)酸、無機(jī)鹽、無機(jī)堿中的一種作為輔助剝離劑，以與水互溶的有機(jī)溶劑作為分散劑，加入適量的去離子水增加輔助剝離劑在體系中的溶解性；

(2)在0～100℃下，采用100～1500w超聲波細(xì)胞破碎儀或者100～1500w超聲波清洗機(jī)超聲處理混合物0.5～168h，或者對(duì)混合物同時(shí)超聲與攪拌0.5～168h；

(3)采用離心分離、沉降、過濾中的一種或者多種分離方式分離混合物得沉淀物，采用體積比為1:1～1:10的去離子水與乙醇的混合物洗滌沉淀物，最后干燥得高質(zhì)量石墨烯粉體。

優(yōu)選地，所述的石墨為天然鱗片石墨、膨脹石墨、人造石墨、蠕蟲狀石墨、高定向裂解石墨中的一種或多種的混合物。

優(yōu)選地，所述的有機(jī)鹽為甲酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽、戊酸鹽、己酸鹽、庚酸鹽、辛酸鹽、壬酸鹽、癸酸鹽、十一酸鹽、十二酸鹽、苯甲酸鹽、檸檬酸鹽、酒石酸鹽、乳酸鹽、谷氨酸鹽、乙二胺四乙酸二鹽、油酸鹽、酒石酸鈉鉀、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十四烷基苯磺酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十八烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、仲烷基苯磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉、十八烷基磺酸鈉、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、四丁基溴化銨、十六烷基三甲基碘化銨、十二烷基三甲基碘化銨、十八烷基三甲基碘化銨、十四烷基三甲基碘化銨、四丁基碘化銨、十二烷基甲基咪唑氯鹽、十四烷基甲基咪唑氯鹽、十六烷基甲基咪唑氯鹽、十八烷基甲基咪唑氯鹽、十二烷基二甲基咪唑氯鹽、十四烷基二甲基咪唑氯鹽、十六烷基二甲基咪唑氯鹽、十八烷基二甲基咪唑氯鹽、乙基甲基咪唑溴鹽、十二烷基甲基咪唑溴鹽、十四烷基甲基咪唑溴鹽、十六烷基甲基咪唑溴鹽、十八烷基甲基咪唑溴鹽、十二烷基二甲基咪唑溴鹽、十四烷基二甲基咪唑溴鹽、十六烷基二甲基咪唑溴鹽、十八烷基二甲基咪唑溴鹽、n-丁基吡啶氯鹽、n-丁基吡啶溴鹽、四丁基溴化鏻、十二烷基三丁基溴化鏻、十四烷基三丁基溴化鏻、十二烷基三丁基氯化鏻、十四烷基三丁基氯化鏻、十二烷氧基甲基三丁基溴化鏻、十二烷氧基甲基三丁基氯化鏻。

優(yōu)選地，所述的有機(jī)酸為丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸己二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、馬來酸、羥基乙酸、酒石酸、草酸、檸檬酸、乙二胺四乙酸、苯甲酸、苯乙酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、戊酸、己酸、硬脂酸、軟質(zhì)酸、丙烯酸、蘋果酸、抗壞血酸、琥珀酸、油酸、亞油酸、亞麻酸。

優(yōu)選地，所述的無機(jī)鹽為溴化鎂、氯化鎂、碘化鎂、氯化鈣、溴化鈣、碘化鈣、氯化銨、氯化銅、氯化鈉、氯化鉀、溴化鈉、溴化鉀、碘化鈉、碘化鉀、溴化錳、溴化鐵、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋅、氯化錳、四氯化錫、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銨、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鎳、硫酸銨、硫酸銅、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸錳、硫酸鋰。

優(yōu)選地，所述的無機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鋇、氫氧化鍶、氫氧化銣、氫氧化銫、氫氧化鐳、氫氧化亞鉈、氫氧化鎳、氫氧化鈣。

優(yōu)選地，所述的有機(jī)溶劑為苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、環(huán)己烷、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、異丁醇、乙二醇、丙二醇、乙腈、乙酸乙酯、吡啶、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、乙醚、石油醚、四氫呋喃、丙酮、環(huán)己酮、甲乙酮、甲基異丁酮、異佛爾酮、二乙基酮、甲基丙基酮、1-乙烯吡咯烷酮、1，3-二甲基咪唑烷酮、環(huán)戊酮、n-甲基吡咯烷酮、甲基丙基酮、二甲基亞砜。

優(yōu)選地，所述的步驟(1)中的石墨粉與輔助剝離劑的質(zhì)量比為1:30～2:1。

優(yōu)選地，所述的步驟(2)中的剝離方式，在0～100℃下，采用100～1500w超聲波細(xì)胞破碎儀或者100～1500w超聲波清洗機(jī)超聲處理混合物0.5～168h，或者對(duì)混合物同時(shí)超聲與攪拌0.5～168h。

優(yōu)選地，所述的步驟(3)中的分離方式，采用離心分離、沉降、過濾中的一種或者多種分離方式分離混合物得沉淀物，采用體積比為1:1～1:10的去離子水與乙醇的混合物洗滌沉淀物。

優(yōu)選地，所述的步驟(3)中的干燥方式為鼓風(fēng)干燥、冷凍干燥、真空干燥中的一種或者多種方式。

實(shí)施例

材料和測試方法

本發(fā)明實(shí)施例所用的試劑皆為本領(lǐng)域常規(guī)購買的試劑。

采用透射電子顯微鏡(型號(hào)：jem-2100；廠家：日本電子株式會(huì)社)觀察產(chǎn)物的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)。

采用拉曼光譜儀(633nm激光；型號(hào)：hr800；廠家：horibajobinyvon)測試產(chǎn)物的拉曼光譜。

實(shí)施例1

將2.5g石墨粉、2.5g乙酸鈉、40ml去離子水、210mln-甲基吡咯烷酮加入到反應(yīng)瓶中，在常溫下采用超聲波細(xì)胞破碎儀超聲處理混合物2h，超聲結(jié)束后將混合物離心分離(5000rpm，30min)，收集上層清液，再次將上層清液離心分離(10000rpm，30min)得沉淀物，用乙醇與去離子水的混合物(體積比為5:3)洗滌沉淀物3次，然后將沉淀物置于60℃真空干燥箱中干燥12小時(shí)得產(chǎn)物。

產(chǎn)物分散在n-甲基吡咯烷酮與去離子水的混合物中得到濃度為0.5mg/ml的石墨烯分散液，參見圖1。對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行透射電子顯微鏡測試和拉曼光譜測試，測試結(jié)果分別參見圖2和圖3。從圖2和圖3可知，所得石墨烯為少缺陷高質(zhì)量石墨烯，且拉曼光譜中的g峰/d峰為2.55。

實(shí)施例2

將2g石墨粉、5g苯甲酸鈉、50ml去離子水及200mln，n-二甲基甲酰胺加入到反應(yīng)瓶中，在常溫下采用超聲波清洗機(jī)超聲處理混合物5h，超聲結(jié)束后將混合物靜置7天，收集上層清液，采用微孔濾膜過濾上層清液得沉淀物，用乙醇與去離子水的混合物(體積比為5:3)洗滌沉淀物3次，然后將沉淀物置于80℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥12小時(shí)得產(chǎn)物。

實(shí)施例3

將2g石墨粉、6g十六烷基三甲基溴化銨、100ml去離子水及150mln，n-二甲基甲酰胺加入到反應(yīng)瓶中，在常溫下采用超聲波清洗機(jī)超聲處理混合物5h，超聲結(jié)束后將混合物靜置7天，收集上層清液，采用微孔濾膜過濾上層清液得沉淀物，用乙醇與去離子水的混合物(體積比為5:3)洗滌沉淀物3次，然后將沉淀物置于80℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥12小時(shí)得產(chǎn)物。

實(shí)施例4

將1.5g石墨粉、3.5g檸檬酸鈉、30ml去離子水及170mln，n-二甲基甲酰胺加入到反應(yīng)瓶中，在常溫下采用超聲波細(xì)胞破碎儀超聲處理混合物6h，超聲結(jié)束后將混合物離心分離(5000rpm，30min)，收集上層清液，采用微孔濾膜過濾上層清液得沉淀物，用乙醇與去離子水的混合物(體積比為5:3)洗滌沉淀物3次，然后將沉淀物置于80℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥12小時(shí)得產(chǎn)物。

實(shí)施例5

將2.5g石墨粉、3g酒石酸鈉、50ml去離子水、450ml乙醇加入到反應(yīng)瓶中，在常溫下采用超聲波清洗機(jī)超聲處理混合物10h，超聲結(jié)束后將混合物離心分離(5000rpm，30min)，收集上層清液，再次將上層清液離心分離(10000rpm，30min)得沉淀物，用乙醇與去離子水的混合物(體積比為5:3)洗滌沉淀物3次，然后將沉淀物置于80℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥12小時(shí)得產(chǎn)物。

實(shí)施例6

將2g石墨粉、4.5g苯甲酸、50ml去離子水及200mln-甲基吡咯烷酮加入到反應(yīng)瓶中，在常溫下采用超聲波清洗機(jī)超聲處理混合物15h，超聲結(jié)束后將混合物離心分離(5000rpm，30min)，收集上層清液，采用微孔濾膜過濾上層清液得沉淀物，用乙醇與去離子水的混合物(體積比為5:3)洗滌沉淀物3次，然后將沉淀物置于80℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥12小時(shí)得產(chǎn)物。

實(shí)施例7

將2.5g石墨粉、2g檸檬酸、40ml去離子水及210mln，n-二甲基甲酰胺加入到反應(yīng)瓶中，在常溫下采用超聲波清洗機(jī)超聲處理混合物12h，超聲結(jié)束后將混合物離心分離(5000rpm，30min)，收集上層清液，再次將上層清液離心分離(10000rpm，30min)得沉淀物，用乙醇與去離子水的混合物(體積比為5:3)洗滌沉淀物3次，然后將沉淀物置于60℃真空干燥箱中干燥12小時(shí)得產(chǎn)物。

實(shí)施例8

將2g石墨粉、1g溴化鎂、50ml去離子水及450mln-甲基吡咯烷酮加入到反應(yīng)瓶中，在常溫下采用超聲波清洗機(jī)超聲處理混合物10h，在超聲的過程中同時(shí)采用攪拌器大力攪拌混合物，超聲結(jié)束后將混合物離心分離(5000rpm，30min)，收集上層清液，再次將上層清液離心分離(10000rpm，30min)得沉淀物，用乙醇與去離子水的混合物(體積比為5:3)洗滌沉淀物3次，然后將沉淀物置于60℃真空干燥箱中干燥12小時(shí)得產(chǎn)物。

實(shí)施例9

將2.5g石墨粉、4.5g氫氧化鈉、100ml去離子水及300mln-甲基吡咯烷酮加入到反應(yīng)瓶中，在常溫下先采用超聲波細(xì)胞破碎儀超聲處理混合物5h，超聲結(jié)束后將混合物離心分離(5000rpm，30min)，收集上層清液，再次將上層清液離心分離(10000rpm，30min)得沉淀物，用乙醇與去離子水的混合物(體積比為5:3)洗滌沉淀物3次，然后將沉淀物置于60℃真空干燥箱中干燥12小時(shí)得產(chǎn)物。

實(shí)施例10

將3g石墨粉、3g氫氧化鉀、100ml去離子水及900mln-甲基吡咯烷酮加入到反應(yīng)瓶中，在常溫下采用超聲波清洗機(jī)超聲處理混合物10h，超聲結(jié)束后將混合物離心分離(5000rpm，30min)，收集上層清液，再次將上層清液離心分離(10000rpm，30min)得沉淀物，用乙醇與去離子水的混合物(體積比為5:3)洗滌沉淀物3次，然后將沉淀物置于80℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥12小時(shí)得產(chǎn)物。

對(duì)實(shí)施例2到實(shí)施例10所制備的石墨烯進(jìn)行了與實(shí)施例1相似的測試，所得測試結(jié)果相似。

上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為了便于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其它實(shí)施例中而不必付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明披露的內(nèi)容，在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下做出的改進(jìn)和修改都屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。