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申请/专利权人:吉林大学
摘要:本发明适用于石墨烯制备技术领域,提供了高温熔融盐插层瞬间膨胀法制备低缺陷石墨烯粉体的方法,先制备石墨熔融盐复合电极,再通过电化学插层法使盐插层进石墨中,最后采用负压高功率微波剥离法或常压高温淬火剥离法,将插层石墨剥离成薄层石墨烯。本发明的原料成本低廉且环保,生产过程安全高效;通过熔融盐电辅助插层技术与瞬间膨胀法的优化结合,制备出的石墨烯不仅层数控制在3‑5层,鳞片大小可达25‑300μm,且石墨烯鳞片上的缺陷少,为推动相关产业的高质量发展提供了强有力的技术支持。
主权项:1.高温熔融盐插层瞬间膨胀法制备低缺陷石墨烯粉体的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、石墨熔融盐复合电极的制备:使用搅拌混料机将石墨粉与用于插层的盐进行初步混合,然后将初步混合的物料送入单螺杆混料机中,将盐加热至熔融状态,使熔融盐充分浸润石墨粉表面;将混合物导入模具中,模具底部预先放置电极集流体,混合物覆盖在集流体上;将模具密封后,将模具放置在平板硫化机上加热模压,将混合物与集流体压制成一体的复合石墨电极;步骤2、插层:将制备好的复合石墨电极作为阳极安装在容器中,在容器中填充用于插层的盐作为电解质,以块体石墨电极作为阴极;将容器密封处理,加热至电解质熔融,从阴极的一端向容器内部施加压力,使熔盐液体的压力保持在2-6个大气压范围内;然后在0.5-1.2V的低电压和5-40A的大电流条件下进行通电以促进插层反应;观察阳极的复合石墨电极的膨胀和脱落情况,直至全部插层膨胀石墨与集流体脱离;步骤3、瞬间剥离,采用负压高功率微波剥离法或常压高温淬火剥离法;负压高功率微波剥离法具体为:将插层处理后的石墨粉放置于能同时实现抽真空并微波加热的密闭设备中,以10-15KW的微波功率瞬间加热石墨粉,使插层物质瞬间气化,石墨粉瞬间膨胀爆炸,石墨被剥离;常压高温淬火剥离法具体为:将插层处理后的石墨粉瞬间经历1000℃以上的加热或火焰灼烧,使插层物质瞬间释放,石墨被剥离。
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