一种超临界流体制备石墨烯的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及新型材料领域技术，特别是提供一种超临界流体制备石墨締的方法。
【背景技术】
[0002] 石墨締的制备方法一直是人们关注的热点问题，目前主要的合成方法有机械剥离 法、外延生长法、化学气相沉底及液相氧化还原法等。前Ξ种方案虽然可W制得高质量的石 墨締，但是设备投入较大，成本较高；而液相氧化还原法虽然成本较低，但是步骤繁琐，杂志 含量高，且用到大量的强碱、强氧化、强还原性物质，环境污染严重。超临界流体一种清洁、 无污染、价格低廉且来源丰富的高效分散介质。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，本发明的目的在于提供一种超临界 流体制备石墨締的方法，其反应过程简单、价格低廉、易于大规模生产，且该方法所制得的 石墨締杂质含量少、层数低、厚度薄。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：一种超临界流体制备石墨締的方 法，包括有如下步骤：
[0005] 1)石墨的膨胀前处理：
[0006] 将石墨置于由氧化剂和插层剂构成的混合溶液中，在20~60°C下揽拌处理0. 5~ 5h，获得的产物经洗涂、过滤、干燥后置于马弗炉中，于空气气氛中及600~1200°C高溫下 处理3~60s，得到膨胀石墨产物备用；
[0007] 2)石墨締的制备：
[0008] 将上述所得产物加入聚四氣乙締容器中，密封后放入高压蓋中，上盖密封；注入超 临界流体，调节溫度为40~160°C和压强为5~30MPa，使其中的超临界流体达到超临界状 态，反应物在磁力揽拌下反应1~24h后，通过泄气阀放气，取出反应产物，再加入一定量的 分散溶剂，通过超声及揽拌进行再分散，产物离屯、后取上清液并制得石墨締。
[0009] 作为一种优选方案，所述石墨原料为人造石墨或天然石墨；所述氧化剂为浓硫酸、 双氧水、高儘酸钟、高氯酸、浓硝酸中的一种或几种；所述插层剂为二甲基甲酯胺、甲基化咯 烧酬、甲基乙酷胺、十二烷基苯横酸钢或二甲亚讽。
[0010] 作为一种优选方案，所述石墨：氧化剂：插层剂的质量比为1:0. 5~10:0. 5~10。
[0011] 作为一种优选方案，所述膨胀石墨添加浓度为1~lOg/L。
[0012] 作为一种优选方案，所述超临界流体为二氧化碳、乙醇、乙烧或水。
[0013] 作为一种优选方案，所述分散溶剂为二甲基甲酯胺、甲基化咯烧酬、乙醇，异丙醇、 丙酬或水。
[0014] 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体为：
[0015] 1、本发明方法通过利用超临界流体法制备得到杂质含量少、层数低、厚度约为 0. 3~3nm的高品质石墨締，其具有良好的电学性能。所得石墨締的层数可W通过调节插层 剂和氧化剂的用量、超临界体系的浓度和剥离时间来调节。
[0016] 2、本发明通过对石墨原材料进行预膨胀处理，不仅扩大了该方法的适用范围，而 且可W较大范围内实现对石墨締层数的调节，所得石墨締较易分散在水及各种有机溶剂 中，适用范围广。
[0017] 3、本发明方法使用的超临界流体具有价格低、环境污染小、可循环使用等优点。
【具体实施方式】 阳〇1引 实施例1
[0019] 一种超临界流体制备石墨締的方法，包括有如下步骤：
[0020] 1)石墨的膨胀前处理：
[0021] 将石墨置于由氧化剂和插层剂构成的混合溶液中，在20°C下揽拌处理化，获得的 产物经洗涂、过滤、干燥后置于马弗炉中，于空气气氛中及1200°c高溫下处理3s，得到膨胀 石墨广物备用； 阳0巧。石墨締的制备：
[0023] 将上述所得产物加入聚四氣乙締容器中，密封后放入高压蓋中，上盖密封；注入 超临界流体，调节溫度为160°C和压强为5MPa，使其中的超临界流体达到超临界状态，反应 物在磁力揽拌下反应24h后，通过泄气阀放气，取出反应产物，再加入一定量的二甲基甲酯 胺，通过超声及揽拌进行再分散，产物离屯、后取上清液，除去未被剥离的石墨颗粒，上清液 经酸洗、萃取等除去可能的杂质，既得石墨締的稳定分散溶液。也可根据需要，将上述石墨 締的稳定分散液经真空干燥处理得固体石墨締产物。
[0024] 该石墨原料为人造石墨；该氧化剂为浓硫酸；该插层剂为二甲基甲酯胺；该石墨： 氧化剂：插层剂的质量比为1:1:0. 5。该超临界流体为水；该膨胀石墨添加浓度为Ig/L。 阳〇2引实施例2
[0026] -种超临界流体制备石墨締的方法，包括有如下步骤：
[0027] 1)石墨的膨胀前处理：
[0028] 将石墨置于由氧化剂和插层剂构成的混合溶液中，在60°C下揽拌处理化，获得的 产物经洗涂、过滤、干燥后置于马弗炉中，于空气气氛中及600°C高溫下处理60s，得到膨胀 石墨产物备用；
[0029] 。石墨締的制备：
[0030] 将上述所得产物加入聚四氣乙締容器中，密封后放入高压蓋中，上盖密封；注入超 临界流体，调节溫度为40°C和压强为30MPa，使其中的超临界流体达到超临界状态，反应物 在磁力揽拌下反应比后，通过泄气阀放气，取出反应产物，再加入一定量的甲基化咯烧酬， 通过超声及揽拌进行再分散，产物离屯、后取上清液，除去未被剥离的石墨颗粒，上清液经酸 洗、萃取等除去可能的杂质，既得石墨締的稳定分散溶液。也可根据需要，将上述石墨締的 稳定分散液经真空干燥处理得固体石墨締产物。
[0031] 该石墨原料为天然石墨；该氧化剂为双氧水；该插层剂为甲基化咯烧酬，该石墨： 氧化剂：插层剂的质量比为1:0. 5:3;该超临界流体为乙醇；该膨胀石墨添加浓度为lOg/L。 阳0巧 实施例3
[0033] 一种超临界流体制备石墨締的方法，包括有如下步骤：
[0034] 1)石墨的膨胀前处理：
[0035] 将石墨置于由氧化剂和插层剂构成的混合溶液中，在40°C下揽拌处理地，获得的 产物经洗涂、过滤、干燥后置于马弗炉中，于空气气氛中及800°C高溫下处理40s，得到膨胀 石墨产物备用；
[0036]。石墨締的制备：
[0037] 将上述所得产物加入聚四氣乙締容器中，密封后放入高压蓋中，上盖密封；注入超 临界流体，调节溫度为l〇(TC和压强为20MPa，使其中的超临界流体达到超临