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一種高速流體剝離制備石墨烯材料的方法及石墨烯材料與流程

文檔序號(hào):11925589閱讀:來源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種高速流體剝離制備石墨烯材料的方法,該方法包括以下步驟:

(1)流體的配制:

將石墨粉原料與界面改性劑、蠟質(zhì)材料配制預(yù)混物,并加熱形成流體;其中所述蠟質(zhì)材料在常溫下是固態(tài);

(2)流體加速:

對(duì)步驟(2)的流體通過流體加速器加速使流體產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng),加速器通過加熱或者自摩擦使流體處于自流動(dòng)的液體狀,其流體的流動(dòng)線速度>5m/s,高速運(yùn)動(dòng)的流體流經(jīng)設(shè)置有螺旋葉的流體管,通過螺旋葉角度、螺旋葉邊緣形狀的設(shè)定,使流體急速改變流動(dòng)方向產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)的漩渦,并在連續(xù)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生強(qiáng)力的剪切和摩擦剝離,其中螺旋葉角度、螺旋葉邊緣形狀的設(shè)計(jì)使剪切逐級(jí)加強(qiáng),使石墨在流體中逐漸減薄得到石墨烯;

(3)分散固定:

在流體管末端設(shè)置霧化嘴,流體通過霧化嘴分散,冷凝后形成均勻細(xì)小顆粒,該細(xì)小顆粒是由蠟質(zhì)材料凝固包覆并固定石墨烯堆積而成,即為石墨烯材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高速流體剝離制備石墨烯材料的方法,其特征在于:步驟(1)所述的石墨粉原料與界面改性劑、蠟質(zhì)材料配制預(yù)混物是石墨粉原料、界面改性劑、蠟質(zhì)材料以質(zhì)量比100:1-3:100-500配制的預(yù)混物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高速流體剝離制備石墨烯材料的方法,其特征在于:步驟(1)所述的石墨粉原料是天然鱗片石墨、膨脹石墨、熱裂解石墨、高取向石墨、氧化石墨中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高速流體剝離制備石墨烯材料的方法,其特征在于:步驟(1)所述的界面改性劑為羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽、磷酸酯鹽中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高速流體剝離制備石墨烯材料的方法,其特征在于:步驟(1)所述的蠟質(zhì)材料是常溫時(shí)呈固態(tài)的石蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、乙烯-醋酸乙烯共聚物蠟、微晶蠟、硬脂酸中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高速流體剝離制備石墨烯材料的方法,其特征在于:步驟(2)所述的流體加速器是高壓射流機(jī)、回旋加速機(jī)、離心機(jī)加速機(jī)或高壓均質(zhì)機(jī)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高速流體剝離制備石墨烯材料的方法,其特征在于:步驟(2)所述的流體的流動(dòng)線速度>50m/s。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高速流體剝離制備石墨烯材料的方法,其特征在于:步驟(2)所述的流體管是內(nèi)徑1-5cm,長(zhǎng)度為100-200cm的耐磨管材,內(nèi)壁設(shè)置不同斜角的螺旋葉,螺旋葉角度按流體前進(jìn)方向依次設(shè)置為30°、45°、60°、90°,螺旋葉邊緣形狀為齒形、槽形和/或鋒刃。

9.一種石墨烯材料,其特征是由權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述制備方法制備的石墨烯材料,利用蠟質(zhì)材料凝固包覆并固定石墨烯,從而堆積形成均勻細(xì)小的顆粒狀石墨烯材料。

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