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一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法 0 0

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申请进展

基本信息

申请人信息

代理人信息

摘要

法律状态

权利要求

说明书

专利申请流程有哪些步骤？

申请

申请号：指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。

申请日：提出专利申请之日。

2015-12-31

申请公布

申请公布指发明专利申请经初步审查合格后，自申请日（或优先权日）起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。

申请公布号：专利申请过程中，在尚未取得专利授权之前，国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。

申请公布日：申请公开的日期，即在专利公报上予以公开的日期。

2016-07-13

授权

授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由，授予发明专利权；或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由，授予实用新型专利权或外观设计专利权。

2017-10-17

预估到期

发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权期限为十年，外观设计专利权期限为十五年，均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。

2035-12-31

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN201511015864.1	申请日	2015-12-31
公开/公告号	CN105668554B	公开/公告日	2017-10-17
授权日	2017-10-17	预估到期日	2035-12-31
申请年	2015年	公开/公告年	2017年
缴费截止日
分类号	C01B32/19	主分类号	C01B32/19
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	1	从权数量	8
权利要求数量	9	非专利引证数量	0
引用专利数量	0	被引证专利数量	0
非专利引证
引用专利		被引证专利
专利权维持	2	专利申请国编码	CN
专利事件		事务标签	公开、实质审查、授权

申请人信息

申请人	成都新柯力化工科技有限公司	第一申请人	成都新柯力化工科技有限公司
专利权人	成都新柯力化工科技有限公司	当前专利权人	成都新柯力化工科技有限公司
发明人	陈庆、曾军堂	第一发明人	陈庆
地址	四川省成都市青羊区蛟龙工业港东海路4座	邮编
申请人数量	1	发明人数量	2
申请人所在省	四川省	申请人所在市	四川省成都市

代理人信息

代理机构

专利代理机构是经省专利管理局审核，国家知识产权局批准设立，可以接受委托人的委托，在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。

代理人

专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务，取得一定资格的人。

摘要

本发明涉及石墨烯材料领域，具体涉及石墨烯片的制备方法，特别是涉及一种利用高速气流剥离分级制备石墨烯微片的方法。通过熔融的氯化钠、氯化镁进入石墨的层间，利用氯化钠、氯化镁晶粒易脆断的特性，在流化床式气流微细机中通过高速气流将石墨剥层，进一步通过旋风分离器做分级装置，利用已剥离石墨高比表面积的特性与大颗粒料进行分离，不合格粉料回流至粉碎室，已剥离石墨与气体一起进一步分级，经过一、二级旋风分离器分级，三级旋风分离器分离，获得石墨烯片。实现了连续、规模化生产层数分布均匀的石墨烯片。不但层数分布均匀，而且产量高、成本低，层厚满足在橡胶增强、塑料增强、涂料防腐、润滑等领域的要求，有利于推动石墨烯的大规模应用。

摘要附图
说明书附图：图1

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2017-10-17	授权
2	2016-07-13	实质审查的生效	IPC(主分类): C01B 31/04 专利申请号: 201511015864.1 申请日: 2015.12.31
3	2016-06-15	公开

权利要求

权利要求书是申请文件最核心的部分，是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。

1.一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法，其特征在于：将石墨粉层间脆化，通过高速气流产生的剪切力连续剥离分级获得层数在100-200层的分布均匀的石墨烯微片，具体方法如下：
（1）将二甲基亚砜、甲酰胺、聚乙二醇以质量比2-3:3-5:1配制成插层剂，然后将石墨粉在插层剂中浸泡48h以上，通过离心机滤干、干燥得到预插层石墨；
（2）将氯化钠和氯化镁以质量比1:1在高速混合反应机中280-300℃条件下熔融，在氮气保护条件下将步骤（1）得到的预插层石墨加入熔融的氯化钠和氯化镁熔体中，以300-
800r/min的转速搅拌分散20-35min，石墨层间充满氯化钠、氯化镁的离子熔体，然后出料、在氮气保护下冷却至室温、粉碎过50目筛网，其中预插层石墨与熔体的质量比控制在1:5-
10；
（3）将步骤（2）得到的粉碎料送入流化床式气流微细机中，流化床式气流微细机设置两个雾化喷嘴，一个雾化喷嘴将粉碎料以1.5-2.2MPa的压力喷入粉碎室，一个雾化喷嘴以
0.8-1.2MPa的压力将表面活性剂喷入粉碎室，粉碎室设置高速旋转的动刀, 粉碎料与表面活性剂在粉碎室内以射流的形式与高速旋转的动刀产生高强度的撞击力、剪切力、摩擦力，物料在高速气流中反复冲击、切割摩擦，随着氯化钠、氯化镁的晶粒脆断,石墨层被不断剥离,通过调整分级轮转速,达到剥离要求的粉料进入到一级旋风分离器；其中动刀转速800-
1500r/min，分级轮转速400-1200r/min；
( 4 )进入一级旋风分离器的粉料，在旋风分离器离心力的作用下，已薄片化高比表面积粉料与气体进入二级旋风分离器，不合格大颗粒粉料下沉回流至粉碎室；进入二级旋风分离器的粉料，在旋风分离器离心力的作用下进一步分离，已薄片化高比表面积粉料与气体进入三级旋风分离器，不合格大颗粒粉料下沉回流至粉碎室；
（5）在三级旋风分离器，由于气流速度递减，在旋风分离器离心力的作用下，高比表面积粉料与气体分离并收集，由三级旋风分离器顶端分离出的气体经脉冲收尘装置进一步回收气流中的高比表面积粉体；
(6)将步骤(5)收集得到的高比表面积粉体在清洗机中进行清洗,除脱氯化钠、氯化镁，得到100-200层的石墨烯微片。

2.根据权利要求1所述一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法，其特征在于：所述石墨粉为径向尺寸大于50微米的鳞片石墨、膨胀石墨、高取向石墨、热裂解石墨中的一种。

3.根据权利要求1所述一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法，其特征在于：所述的表面活性剂为二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、甘胆酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种，表面活性剂的用量控制在粉碎料质量的1-3%。

4.根据权利要求1所述一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法，其特征在于：所述的流化床式气流微细机包括气动雾化喷嘴、粉碎室、动刀、分级轮、三个旋风分离器、脉冲收尘装置构成。

5.根据权利要求1所述一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法，其特征在于：所述流化床式气流微细机设置两个雾化喷嘴，压力通过压缩的惰性气体产生。

6.根据权利要求1所述一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法，其特征在于：所述动刀转速为1100r/min，分级轮转速为800r/min，得到层数在100-120层的均匀石墨烯片。

7.根据权利要求1所述一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法，其特征在于：所述动刀为氧化锆瓷质齿形刀。

8.根据权利要求1所述一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法，其特征在于：所述旋风分离器为下倾的螺旋切线型，倾斜角为15°。

9.根据权利要求1所述一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法，其特征在于：所述方法制备的石墨烯微片满足在橡胶增强、塑料增强、涂料防腐、润滑、污水处理领域的应用。

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及石墨烯材料领域，具体涉及石墨烯片的制备方法，特别是涉及一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法。

背景技术

[0002] 石墨烯是单层碳原子堆叠而成的二维蜂窝状结构的新型材料。自从2004 年英国曼彻斯特大学的两位科学家Novoselov 博士和Geim 教授利用“胶带法”机械剥离在实验室中成功地分离出单独存在的高质量石墨烯，开启了石墨烯材料的研究热潮。由于石墨烯优异的电学、力学、光学性能，一直以来在高端领域应用。石墨烯的主要采取气相沉积法，利用气态碳源在高温下分解后在基体表面上的催化生长制备得到石墨烯，该方法是制备高质量和大面积单层石墨烯的重要方法。但是其生产条件较为苛刻，耗能大，成本高。而且，直接采用气体碳源很大程度上增加了生产的危险性。

[0003] 国内目前主要采用氧化石墨还原法为制备石墨烯的主要方法，该方法是将石墨进行强氧化处理，得到氧化石墨后，再对其进行剥离制备氧化石墨烯，最后经过还原处理得到石墨烯。由于在强氧化过程中会严重破坏石墨烯片层的结构，虽然经过还原处理，石墨烯片层的电子共轭结构得到部分恢复，所得石墨烯材料的各项性能指标仍与高质量的石墨烯存在较大的差距。此外，石墨的氧化过程通常需要大量的强酸性氧化剂如浓硫酸、浓硝酸、高锰酸钾等，而且还原过程中有需要高温处理或使用水合肼、硼氢化钠等有毒的化学物质，不仅能耗大，效率低，成本高而且污染环境。

[0004] 机械剥离法是一种能以低成本制备出高质量石墨烯的简单易行的方法。为了使石墨层间发生剥离，机械物理剥离法常用的剥离手段有常规球磨、搅拌球磨、研磨等。然而借助磨球对石墨粉体研磨，这种方法由于局部施加压力大，强大的冲击力会使石墨烯产生结构缺陷，降低剥离后石墨烯的尺寸。

[0005] 中国发明专利申请号201280019582.7公开了一种制备石墨烯的方法，通过研磨、球磨、气流磨等借助离子液体研磨4个小时获得石墨烯。借助离子液促进了石墨的剥离，但采用长时间的研磨获得的石墨烯晶体尺寸小，而且借助离子液会使石墨烯层晶格受到影响。

[0006] 中国发明专利申请号201510073825.0公开了一种吨级生产石墨烯的类机械剥离装置及其生产方法，其通过一个磨盘似的转子，转子转动时，转子的外表面与物料仓的内表面研磨，从而使得石墨被剥离减薄获得石墨烯。

[0007] 但上述获得石墨烯不但产量低，而且能耗高时间长。特别是在强力的研磨过程中难以将已剥离的石墨烯及时分离出来，极易造成团聚。

[0008] 另一方面，石墨烯优异的性能急需在复合材料、润滑材料、涂料等领域大量应用。而现有技术难以满足这种大规模的需求。在复合材料领域，只要层数达到一定的要求，即可满足要求。因此大规模制备层数在100-200层的石墨烯片成为石墨烯应用的主要突破口。

[0009] 中国发明专利200810151807.X将氧化石墨在高真空下以一定升温速率升温至150～600℃,维持恒温0.5～20H,得到氧化石墨烯片。在氧化石墨的热膨胀过程中，需要较高的负压环境来实现氧化石墨的成功膨胀，其条件较苛刻，对设备的要求极高，无法连续生产，难以放大，制约石墨烯片规模化生产。

发明内容

[0010] 针对目前急速增加的石墨烯片需求，本发明提出一种低成本连续获得石墨烯微片的方法。该方法利用高速气流剥离和连续分级得到层数在100-200层的分布均匀的石墨烯片，可将石墨烯片在橡胶、塑料、涂料、润滑油、污水处理等复合材料中添加使用，或者作为进一步制备石墨烯的原料，可以大幅降低目前石墨烯的制备成本。

[0011] 为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

[0012] 一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法，其特征在于：将石墨粉层间脆化，通过高速气流产生的剪切力连续剥离分级获得层数在100-200层的分布均匀的石墨烯微片，具体方法如下：

[0013] （1）将二甲基亚砜、甲酰胺、聚乙二醇以质量比2-3:3-5:1配制成插层剂，然后将石墨粉在插层剂中浸泡48h以上，通过离心机滤干、干燥得到预插层石墨；

[0014] （2）将氯化钠和氯化镁以质量比1:1在高速混合反应机中280-300℃条件下熔融，在氮气保护条件下将步骤（1）得到的预插层石墨加入熔融的氯化钠和氯化镁熔体中，以300-800r/min的转速搅拌分散20-35min，石墨层间充满氯化钠、氯化镁的离子熔体，然后出料、在氮气保护下冷却至室温、粉碎过50目筛网，其中预插层石墨与熔体的质量比控制在1:
5-10；

[0015] （3）将步骤（2）得到的粉碎料送入流化床式气流微细机中，流化床式气流微细机设置两个雾化喷嘴，一个雾化喷嘴将粉碎料以1.5-2.2 MPa的压力喷入粉碎室，一个雾化喷嘴以0.8-1.2 MPa的压力将表面活性剂喷入粉碎室，粉碎室设置高速旋转的动刀, 粉碎料与表面活性剂在粉碎室内以射流的形式与高速旋转的动刀产生高强度的撞击力、剪切力、摩擦力，物料在高速气流中反复冲击、切割摩擦，随着氯化钠、氯化镁的晶粒脆断,石墨层被不断剥离,通过调整分级轮转速,达到剥离要求的粉料进入到一级旋风分离器；其中动刀转速800-1500r/min，分级轮转速400-1200r/min；

[0016] (4)进入一级旋风分离器的粉料，在旋风分离器离心力的作用下，已薄片化高比表面积粉料与气体进入二级旋风分离器，不合格大颗粒粉料下沉回流至粉碎室；进入二级旋风分离器的粉料，在旋风分离器离心力的作用下进一步分离，已薄片化高比表面积粉料与气体进入三级旋风分离器，不合格大颗粒粉料下沉回流至粉碎室；

[0017] （5）在三级旋风分离器，由于气流速度递减，在旋风分离器离心力的作用下，高比表面积粉料与气体分离并收集，由三级旋风分离器顶端分离出的气体经脉冲除装置进一步回收气流中的高比表面积粉体；

[0018] (6)将步骤(5)收集得到的高比表面积粉体在清洗机中进行清洗,除脱氯化钠、氯化镁，得到100-200层的石墨烯微片。

[0019] 所述石墨粉为径向尺寸大于50微米的鳞片石墨、膨胀石墨、高取向石墨、热裂解石墨中的一种。

[0020] 所述的表面活性剂为二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、甘胆酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种，表面活性剂的用量控制在粉碎料质量的1-3%。

[0021] 所述的流化床式气流微细机包括气动雾化喷嘴、粉碎室、动刀、分级轮、三个旋风分离器、脉冲收尘装置构成。利用氯化钠、氯化镁晶粒易脆断的特性，在高速气流中将石墨剥层，进一步通过旋风分离器做连续分级装置，利用已剥离石墨高比表面积的特性与大颗粒料进行分离，不合格粉料下沉回流至粉碎室，已剥离石墨与气体一起进一步分级，经过一、二级旋风分离器分级，三级旋风分离器分离，获得石墨烯微片。

[0022] 所述动刀为氧化锆瓷质齿形刀。

[0023] 所述旋风分离器为下倾的螺旋切线型，倾斜角为15°。

[0024] 所述流化床式气流微细机设置两个雾化喷嘴，压力通过压缩的惰性气体产生，使物料随高压气流进入粉碎室，由于设置粉碎料和表面活性剂的压力存在压力差，在粉碎室内粉碎料与表面活性剂相撞并随同一方向运动，优选的一个雾化喷嘴将粉碎料以1.8 MPa的压力喷入粉碎室，一个雾化喷嘴以1.0 MPa的压力将表面活性剂喷入粉碎室，动刀转速1100r/min，分级轮转速800r/min，得到层数在100-120层的均匀石墨烯微片。

[0025] 单层或者10层以内的石墨烯尽管具有良好的效能，但其获取是困难的，特别是难以量产。为了推动石墨烯材料的广泛应用，本发明提出一种制备石墨烯片的方法，该方法能够量产的获取层数在100-200层的石墨烯片，尽管石墨烯片的效能无法达到单层石墨烯的效果，但其可以稳定的量产，而且成本相较石墨烯成百倍的降低，石墨烯片具有优异的机械强度、导电、导热性能，以及良好的润滑、耐高温和抗腐蚀特性。相对于普通石墨，石墨烯片的厚度处在纳米尺度范围内，但其径向宽度可以达到数个到数十个微米，具有超大的直径/厚度比，可将石墨烯微片在橡胶、塑料、涂料、润滑油等复合材料中添加使用。或者作为进一步制备石墨烯的原料，可以大幅降低目前石墨烯的制备成本。

[0026] 本发明一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法，通过熔融的氯化钠、氯化镁进入石墨的层间，利用氯化钠、氯化镁晶粒易脆断的特性，在流化床式气流微细机中通过高速气流将石墨剥层，进一步通过旋风分离器做分级装置，利用已剥离石墨高比表面积的特性与大颗粒料进行分离，不合格粉料回流至粉碎室，已剥离石墨与气体一起进一步分级，经过一、二级旋风分离器分级，三级旋风分离器分离，获得石墨烯片。实现了连续、规模化生产层数分布均匀的石墨烯片。

[0027] 本发明利用气流剥离分级制备的石墨烯微片，不但层数分布均匀，而且产量高、成本低，层厚满足在橡胶增强、塑料增强、涂料防腐、润滑等领域的要求，有利于推动石墨烯的大规模应用。其主要性能优势如表1所示。

[0028] 表1：

[0029]

[0030] 本发明一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：

[0031] 1、通过将氯化钠、氯化镁熔体插入石墨，使石墨层间晶粒脆断，从而快速剥离。

[0032] 2、利用流化床式气流微细机，将旋风分离器作为分级装置，通过一、二级分级和三级分离得到层数分布均匀的石墨烯片，通过物料进入粉碎室的压力和动刀转速、分级轮转速的调整获得层数可控、分布均匀的石墨烯片。

[0033] 3、本发明制备方法易于控制，可实现连续化封闭式生产，投入小、成本低、无环境污染、产量高，具有显著的市场应用价值。

实施方案

[0037] 以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

[0038] 实施例1

[0039] 利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法：

[0040] （1）将二甲基亚砜、甲酰胺、聚乙二醇以质量比2:3:1配制成插层剂，然后将鳞片石墨粉在插层剂中浸泡48h以上，通过离心机滤干、干燥得到预插层石墨；

[0041] （2）将氯化钠和氯化镁以质量比1:1在高速混合反应机中280-300℃条件下熔融，在氮气保护条件下将步骤（1）得到的预插层石墨加入熔融的氯化钠和氯化镁熔体中，以300r/min的转速搅拌分散35min，石墨层间充满氯化钠、氯化镁的离子熔体，然后出料、在氮气保护下冷却至室温、粉碎过50目筛网，其中预插层石墨与熔体的质量比控制在1:5；

[0042] （3）将步骤（2）得到的粉碎料送入流化床式气流微细机，流化床式气流微细机设置两个雾化喷嘴，一个雾化喷嘴将粉碎料以1.5 MPa的压力喷入粉碎室，一个雾化喷嘴以0.8 MPa的压力将表面活性剂喷入粉碎室，粉碎室设置高速旋转的动刀, 粉碎料与表面活性剂在粉碎室内以射流的形式与高速旋转的动刀产生高强度的撞击力、剪切力、摩擦力，物料在高速气流中加速并反复冲击、切割摩擦，随着氯化钠、氯化镁的晶粒脆断,石墨层被不断剥离,通过调整分级轮转速,达到剥离要求的粉料进入到一级旋风分离器；其中动刀转速800r/min，分级轮转速1200r/min；表面活性剂为二辛基琥珀酸磺酸钠，用量为粉碎料质量的1%；

[0043] (4)进入一级旋风分离器的粉料，在旋风分离器离心力的作用下，已薄片化高比表面积粉料与气体进入二级旋风分离器，不合格大颗粒粉料下沉回流至粉碎室；进入二级旋风分离器的粉料，在旋风分离器离心力的作用下进一步分离，已薄片化高比表面积粉料与气体进入三级旋风分离器，不合格大颗粒粉料下沉回流至粉碎室；

[0044] （5）在三级旋风分离器，由于气流速度递减，在旋风分离器离心力的作用下，高比表面积粉料与气体分离并收集，由三级旋风分离器顶端分离出的气体经脉冲除装置进一步回收气流中的高比表面积粉体；

[0045] (6)将步骤(5)收集得到的高比表面积粉体进行清洗,除脱氯化钠、氯化镁，得到石墨烯微片。

[0046] 通过测试，90%的石墨烯片层数在100-200层之间，层数分布均匀。是高温润滑油优选的润滑添加剂。

[0047] 实施例2

[0048] 利用气流剥离分级制备石墨烯片的方法：

[0049] （1）将二甲基亚砜、甲酰胺、聚乙二醇以质量比3:3:1配制成插层剂，然后将径向尺寸大于50微米的膨胀石墨在插层剂中浸泡48h以上，通过离心机滤干、干燥得到预插层石墨；

[0050] （2）将氯化钠和氯化镁以质量比1:1在高速混合反应机中280-300℃条件下熔融，在氮气保护条件下将步骤（1）得到的预插层石墨加入熔融的氯化钠和氯化镁熔体中，以500r/min的转速搅拌分散25min，石墨层间充满氯化钠、氯化镁的离子熔体，然后出料、在氮气保护下冷却至室温、粉碎过50目筛网，其中预插层石墨与熔体的质量比控制在1:8；

[0051] （3）将步骤（2）得到的粉碎料送入流化床式气流微细机，流化床式气流微细机设置两个雾化喷嘴，一个雾化喷嘴将粉碎料以1.8 MPa的压力喷入粉碎室，一个雾化喷嘴以1.0 MPa的压力将表面活性剂喷入粉碎室，粉碎室设置高速旋转的剪切力、摩擦力，物料在高速气流中加速并反复冲击、切割摩擦，随着氯化钠、氯化镁的晶粒脆断,石墨层被不断剥离,通过调整分级轮转速,达到剥离要求的粉料进入到一级旋风分离器；其中动刀转速1100r/min，分级轮转速800r/min；表面活性剂为甘胆酸钠，表面活性剂的用量为粉碎料质量的1.5%；

[0052] (4)进入一级旋风分离器的粉料，在旋风分离器离心力的作用下，已薄片化高比表面积粉料与气体进入二级旋风分离器，不合格大颗粒粉料下沉回流至粉碎室；进入二级旋风分离器的粉料，在旋风分离器离心力的作用下进一步分离，已薄片化高比表面积粉料与气体进入三级旋风分离器，不合格大颗粒粉料下沉回流至粉碎室；

[0053] （5）在三级旋风分离器，由于气流速度递减，在旋风分离器离心力的作用下，高比表面积粉料与气体分离并收集，由三级旋风分离器顶端分离出的气体经脉冲除装置进一步回收气流中的高比表面积粉体；

[0054] (6)将步骤(5)收集得到的高比表面积粉体进行清洗,除脱氯化钠、氯化镁，得到石墨烯片。

[0055] 通过测试，95%的石墨烯片层数在100-120层之间，层数分布均匀。可用于高强散热橡胶轮胎的添加剂。

[0056] 实施例3

[0057] 利用气流剥离分级制备石墨烯片的方法：

[0058] （1）将二甲基亚砜、甲酰胺、聚乙二醇以质量比3:5:1配制成插层剂，然后将径向尺寸大于50微米的热裂解石墨粉在插层剂中浸泡48h以上，通过离心机滤干、干燥得到预插层石墨；

[0059] （2）将氯化钠和氯化镁以质量比1:1在高速混合反应机中280-300℃条件下熔融，在氮气保护条件下将步骤（1）得到的预插层石墨加入熔融的氯化钠和氯化镁熔体中，以800r/min的转速搅拌分散35min，石墨层间充满氯化钠、氯化镁的离子熔体，然后出料、在氮气保护下冷却至室温、粉碎过50目筛网，其中预插层石墨与熔体的质量比控制在1:10；

[0060] （3）将步骤（2）得到的粉碎料送入流化床式气流微细机，流化床式气流微细机设置两个雾化喷嘴，一个雾化喷嘴将粉碎料以2.2 MPa的压力喷入粉碎室，一个雾化喷嘴以1.2 MPa的压力将表面活性剂喷入粉碎室，粉碎室设置高速旋转的动刀, 粉碎料与表面活性剂在粉碎室内以射流的形式与高速旋转的动刀产生高强度的撞击力、剪切力、摩擦力，物料在高速气流中加速并反复冲击、切割摩擦，随着氯化钠、氯化镁的晶粒脆断,石墨层被不断剥离,通过调整分级轮转速,达到剥离要求的粉料进入到一级旋风分离器；其中动刀转速1500r/min，分级轮转速400r/min；表面活性剂为六偏磷酸钠，表面活性剂的用量为碎料质量的3%；

[0061] (4)进入一级旋风分离器的粉料，在旋风分离器离心力的作用下，已薄片化高比表面积粉料与气体进入二级旋风分离器，不合格大颗粒粉料下沉回流至粉碎室；进入二级旋风分离器的粉料，在旋风分离器离心力的作用下进一步分离，已薄片化高比表面积粉料与气体进入三级旋风分离器，不合格大颗粒粉料下沉回流至粉碎室；

[0062] （5）在三级旋风分离器，由于气流速度递减，在旋风分离器离心力的作用下，高比表面积粉料与气体分离并收集，由三级旋风分离器顶端分离出的气体经脉冲除装置进一步回收气流中的高比表面积粉体；

[0063] (6)将步骤(5)收集得到的高比表面积粉体进行清洗,除脱氯化钠、氯化镁，得到85%厚度是100-200层的石墨烯片。

[0064] 实施例4

[0065] 利用气流剥离分级制备石墨烯片的方法：

[0066] （1）将二甲基亚砜、甲酰胺、聚乙二醇以质量比2:34:1配制成插层剂，然后将径向尺寸大于50微米的高取向石墨粉在插层剂中浸泡48h以上，通过离心机滤干、干燥得到预插层石墨；

[0067] （2）将氯化钠和氯化镁以质量比1:1在高速混合反应机中280-300℃条件下熔融，在氮气保护条件下将步骤（1）得到的预插层石墨加入熔融的氯化钠和氯化镁熔体中，以600r/min的转速搅拌分散20-35min，石墨层间充满氯化钠、氯化镁的离子熔体，然后出料、在氮气保护下冷却至室温、粉碎过50目筛网，其中预插层石墨与熔体的质量比控制在1:6；

[0068] （3）将步骤（2）得到的粉碎料送入流化床式气流微细机，流化床式气流微细机设置两个雾化喷嘴，一个雾化喷嘴将粉碎料以2.0 MPa的压力喷入粉碎室，一个雾化喷嘴以1.0 MPa的压力将表面活性剂喷入粉碎室，粉碎室设置高速旋转的动刀, 粉碎料与表面活性剂在粉碎室内以射流的形式与高速旋转的动刀产生高强度的撞击力、剪切力、摩擦力，物料在高速气流中加速并反复冲击、切割摩擦，随着氯化钠、氯化镁的晶粒脆断,石墨层被不断剥离,通过调整分级轮转速,达到剥离要求的粉料进入到一级旋风分离器；其中动刀转速1000r/min，分级轮转速800r/min；表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，表面活性剂的用量为粉碎料质量的2%；

[0069] (4)进入一级旋风分离器的粉料，在旋风分离器离心力的作用下，已薄片化高比表面积粉料与气体进入二级旋风分离器，不合格大颗粒粉料下沉回流至粉碎室；进入二级旋风分离器的粉料，在旋风分离器离心力的作用下进一步分离，已薄片化高比表面积粉料与气体进入三级旋风分离器，不合格大颗粒粉料下沉回流至粉碎室；

[0070] （5）在三级旋风分离器，由于气流速度递减，在旋风分离器离心力的作用下，高比表面积粉料与气体分离并收集，由三级旋风分离器顶端分离出的气体经脉冲除装置进一步回收气流中的高比表面积粉体；

[0071] (6)将步骤(5)收集得到的高比表面积粉体进行清洗,除脱氯化钠、氯化镁，得到100-200层的石墨烯微片。

[0072] 通过测试，大于80%的石墨烯片径向大小10-15μm；大于80%的石墨烯片厚度层数在100-200层。

附图说明

[0034] 为进一步说明利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法，通过附图进行说明。

[0035] 附图1：为流化床式气流微细机示意图。1-雾化喷嘴；2-雾化喷嘴；3-粉碎室（内设分级轮、动刀）；4-一级旋风分离器；5-二级旋风分离器；6-三级旋风分离器；7-脉冲收尘装置；8-排风口。

[0036] 三级旋风分离器、脉冲收尘装置直接收集高比表面积粉体，经清洗后得到石墨烯片。

1一种机械剥离分级制备石墨烯微片分散液的方法 2一种基于射线分级剥离制备石墨烯的方法 3一种高分散球状二硫化钼微纳米分级结构的制备方法 4一种三维分等级结构CaIn2O4光催化剂及其制备方法 5一种利用气流剥离分级制备石墨烯微片的方法 6一种通过机械剥离分级制备石墨烯微片的方法 7一种二价铕掺杂氮化铝纳米分级结构的制备方法 8一种双层带状氮化硼分级结构的制备方法及产品 9由分级纳米棒组成的SnO2/CoOOH微米花材料的制备方法 10一种一维分级结构薄壁BN微米管的制备方法及产品