一种规模化超声剥离制备石墨烯的方法及石墨烯的应用   0    0

本发明提出一种规模化超声剥离制备石墨烯的方法及石墨烯的应用，以石墨为原料，在干态条件下将石墨通过高压高速气流在管式反应器中高速流动，同时在管式反应器内置超声幅杆，利用幅杆产生的空化作用，在高速运动中一方面给予石墨强大的撞击，另一方面石墨在超声幅杆作用下产生连续局部空化作用，将石墨连续逐层剥离成石墨烯。管式反应器出料口接入分级机，将剥离的石墨烯分离出，未剥离的大颗粒石墨循环进入管式反应器进料口再剥离。实现了连续、规模化、高效率剥离制备石墨烯。进一步，得到的石墨烯结构完整，具有超高导电性、导热性以及表面疏水性，适合用于玻璃，达到除雾、加热的功效。

1.一种规模化超声剥离制备石墨烯的方法，以石墨为原料，在干态条件下将混合表面活性剂的石墨原料通过气流带进管式反应器，所述管式反应器由相连接的高压段和低压段组成，管式反应器内置超声幅杆，石墨经过高压和低压环境，石墨层隙范德华力和间距发生变化，高速运动中石墨相互撞击，同时在超声幅杆作用下产生连续的局部空化作用，将石墨连续逐层剥离成石墨烯，管式反应器出料口接入分级机，将剥离的石墨烯分离出，未剥离的大颗粒石墨循环进入管式反应器进料口再剥离，同时流出的气体经过过滤、压缩，装入高压气罐回收；具体制备步骤包括：
(1)称取石墨粉和表面活性剂，混料，放到进料器中；
(2)将高压储气罐中气体打入管式反应器中，管式反应器中的高压段和低压段压力分别达到设定值，高压区压缩气流速度控制为0.5～100m/s，打开超声波电源，控制功率在一定范围；所述的气流成分为二氧化碳、氩气、氮气中的一种；所述的管式反应器高压段压力为10 15MPa，低压段压力为0.1 1MPa；所述的超声波的功率为1 20KW；
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(3)进料器中石墨粉在气流带动下，进入管式反应器高压段，气体进入石墨层隙，原位吸附到石墨烯表面，同时在超声幅杆作用下产生空化作用，降低石墨层间的作用力，石墨粉进入管式反应器低压段，石墨层隙中的高压气体得到释放，同时在超声波的作用下，将石墨连续逐层剥离成石墨烯；
(4)管式反应器出料口接入分级机，将剥离的石墨烯分离出，制得石墨烯的大小为20纳米 2微米，石墨烯含量达到50 85％，其中层数为1 10层，未剥离的大颗粒石墨循环进入管~ ~ ~
式反应器进料口再剥离。

2.根据权利要求1所述一种规模化超声剥离制备石墨烯的方法，其特征在于：步骤(1)所述的石墨粉为天然石墨或者膨胀石墨；所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种；所述的石墨粉和表面活性剂的重量比为1:0.1
1:10。
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3.根据权利要求1所述一种规模化超声剥离制备石墨烯的方法，其特征在于：步骤(4)所述的分级机采用气流分级工艺。

4.一种玻璃导热膜，其特征在于将权利要求1-3任一项所述方法制备的石墨烯以
0.5wt%的添加量用于玻璃贴膜中，形成导热膜，用于玻璃除雾。