稀 釋劑中，觀察并記錄加料時間、物料溫度變化及稀釋過程的現象。
[0042] 其它與實施例1的相同，這里不再重復。
[0043] 實施例3,與實施例1不同的是，本實施例包括如下步驟：
[0044] 稀釋液制備：按照去離子水：低溫反應產物=5:1的質量關系，選擇25°C的去離 子水作為稀釋劑，首先將去離子水注入反應器中，之后將低溫反應產物緩慢注入上述稀釋 劑中，觀察并記錄加料時間、物料溫度變化及稀釋過程的現象。
[0045] 其它與實施例1的相同，這里不再重復。
[0046] 實施例4,與實施例1不同的是，本實施例包括如下步驟：
[0047] 稀釋液制備：按照去離子水：低溫反應產物=0. 5:1的質量關系，選擇0°C的去離 子水作為稀釋劑，首先將去離子水注入反應器中，之后將低溫反應產物緩慢注入上述稀釋 劑中，觀察并記錄加料時間、物料溫度變化及稀釋過程的現象。
[0048] 其它與實施例1的相同，這里不再重復。
[0049] 實施例5,與實施例1不同的是，本實施例包括如下步驟：
[0050] 稀釋液制備：按照去離子水：低溫反應產物=0. 5:1的質量關系，選擇95°C的去 離子水作為稀釋劑，首先將去離子水注入反應器中，之后將低溫反應產物緩慢注入上述稀 釋劑中，觀察并記錄加料時間、物料溫度變化及稀釋過程的現象。
[0051] 其它與實施例1的相同，這里不再重復。
[0052] 實施例6,與實施例1不同的是，本實施例包括如下步驟：
[0053] 預反應漿料配置：按照石墨：高錳酸鉀：濃硫酸（質量濃度為98% ):硝酸鈉= 0.01:4:5:1的質量關系（即石墨：氧化劑=0.001:1)的質量關系，將上述反應物在-20°C的反應器中攪拌均勻，得到預反應漿料。
[0054] 低溫反應：將上述得到的預反應漿料置于-20°C的環境下反應2h，之后升溫 至-10°C繼續反應2h，最后升溫至30°C反應30min即得到低溫反應產物；
[0055] 稀釋液制備：按照稀硫酸（濃度為5wt% ):低溫反應產物=0. 2:1的質量關系， 選擇-20°C的稀硫酸（濃度為5wt%)作為稀釋劑，首先將稀硫酸（濃度為5wt%)注入反 應器中，之后將低溫反應產物緩慢注入上述稀釋劑中，觀察并記錄加料時間、物料溫度變化 及稀釋過程的現象。
[0056] 高溫反應：將上述得到的稀釋液升溫至45°C，之后保持溫度進行2h的高溫反應； 再升溫至110°c反應30min，即得到接枝氧化官能團的氧化石墨衆料；
[0057] 純化：用去離子水對上述氧化反應后的產物進行洗滌一過濾一洗滌一過濾一…… 操作，將其中的雜離子去除，得到純凈的氧化石墨，之后干燥、粉粹得到氧化石墨粉。
[0058] 解理：將氧化石墨粉在氬氣氛下，升溫至80°C，部分解理得到石墨烯前驅體，之后 升溫至3000°C后得到石墨烯成品。
[0059] 其它與實施例1的相同，這里不再重復。
[0060] 實施例7,與實施例1不同的是，本實施例包括如下步驟：
[0061] 預反應漿料配置：按照石墨：高錳酸鉀：硝酸：硫酸鈉=4:1:2:1的質量關系 (即石墨：氧化劑=1:1)的質量關系，講上述反應物置于40°C的反應器中攪拌，之后升溫 至80°C，得到預反應漿料。
[0062] 低溫反應：將上述得到的預反應漿料置于80°C的環境下反應2h，即得到低溫反應 產物；
[0063] 稀釋液制備：按照氯化鉀水溶液（濃度為lwt% ):低溫反應產物=0. 1:1的質量 關系，選擇l〇〇°C的氯化鉀水溶液（濃度為lwt% )作為稀釋劑，首先將氯化鉀水溶液（濃 度為lwt% )注入反應器中，之后將低溫反應產物緩慢注入上述稀釋劑中，觀察并記錄加料 時間、物料溫度變化及稀釋過程的現象。
[0064] 高溫反應：將上述得到的稀釋液升溫至200°C，之后保持溫度進行2h的高溫反應； 即得到接枝氧化官能團的氧化石墨漿料；
[0065] 純化：用去離子水對上述氧化反應后的產物進行洗滌一過濾一洗滌一過濾一…… 操作，將其中的雜離子去除，得到純凈的氧化石墨，之后干燥、粉粹得到氧化石墨粉。
[0066] 解理：將氧化石墨粉在氬氣氛下，升溫至100°C，部分解理得到石墨烯前驅體，之 后升溫至350°C后得到石墨烯成品。
[0067] 其它與實施例1的相同，這里不再重復。
[0068] 實施例8,與實施例7不同的是，本實施例包括如下步驟：
[0069] 預反應漿料配置：按照石墨：高錳酸鉀：磷酸：硫酸鉀=1:1:19:30的質量關系 (即石墨：氧化劑=〇. 02:1)的質量關系，將上述反應物在-10°C的反應器中攪拌均勻，得到 預反應漿料。
[0070] 其它與實施例7的相同，這里不再重復。
[0071] 分別對比較例1和實施例1-實施例8進行10次重復操作，測試比較例和實施例 中各批次石墨烯的比表面積。
[0072] 表1，比較例與實施例的溫度波動及制備的石墨烯比表面積表
[0073]
【主權項】
1. 一種石墨烯的制備方法，其特征在于，主要包括如下步驟： 步驟1，預反應漿料配置：將含有碳材料和氧化性物質的反應物在-20°C~80°C的環境 下混合均勻，得到預反應漿料； 步驟2,低溫反應：將步驟1得到的預反應漿料置于-20°C~80°C的環境下反應不超過 24h，即得到低溫反應產物； 步驟3,稀釋：將溫度為-20°C~100°C的稀釋劑盛裝于反應器中，之后將步驟2得到 的低溫反應產物注入上述反應器中，同時采用熱交換手段使得稀釋產生的熱量迅速擴散散 失，確保反應物不出現局部溫度過高狀態，最終得到稀釋液； 步驟4,高溫反應：將步驟3得到的稀釋液置于45°C~200°C的環境下進行高溫反應不 超過24h，得到高溫反應產物，即接枝氧化官能團的石墨漿料； 步驟5,純化：除去步驟4中未反應完的原料和/或反應中產生的雜質，然后干燥、粉 碎，得到接枝氧化官能團的粉狀石墨； 步驟6,解理：將步驟5得到的粉狀石墨置于保護氣氛中，加熱解理，得到成品石墨烯。
2. -種權利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟1在所述的氧化性物 質包括KMnO4'氨水、HN03、H3P04、H3AsO4'H2S04、H2Se04、H6Te06、HF、HCl、HC10、HC103、HC104、 HBr03、HBr04、H5IO6和HIO3中的至少一種或 / 和含NOPO廣、AsO廣、SO42'SeO42'TeO66'F' Cl'CIO-、C103_、C104_、BrO3'fc04_、IO65-和IO3 _ 離子的堿金屬鹽中的至少一種。
3. -種權利要求1所述的石墨稀的制備方法，其特征在于，步驟1所述碳材料的基本構 成單元為石墨烯片層，包括鱗片石墨和/或微晶石墨。
4. 一種權利要求1至3任一項所述的石墨稀的制備方法，其特征在于，所述氧化性物質 與所述碳材料的質量比例為1:0. 001~1。
5. -種權利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟1中所述預反應漿料配 置溫度為-l〇°C~40°C。
6. -種權利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟2中所述低溫反應采用 一步反應時，反應溫度為-20°C~80°C;采用多步反應時，每步的反應溫度分別為T1,T2…… Tn，其中-20°C<T1CT2CT3,……<Tn< 80°C，且至少有一步的反應溫度大于或等于30°C，n 為反應的步驟數，n^ 2。
7. -種權利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟3中所述稀釋劑為水、 水的酸溶液或水的鹽溶液；所述稀釋劑的溫度為〇°C~95°C;所述熱交換手段為攪拌、對 流、輻射或/和超聲處理。
8. -種權利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟3中所述的稀釋的溫度 控制在0°C~200°C。
9. 一種權利要求1所述的石墨稀的制備方法，其特征在于，步驟3中所述稀釋劑與所述 低溫反應產物的質量比為0. 05~5:1。
10. -種權利要求1所述的石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟6中所述的保護氣氛 為氮氣氣氛、惰性氣體氣氛或真空氣氛；所述解理的溫度為80°C~3000°C。
【專利摘要】本發明屬于石墨烯制備技術領域，特別涉及一種石墨烯的制備方法：即在氧化石墨制備過程中，首先選擇合適溫度的稀釋劑注入反映器中，之后將低中溫反應產物加入該稀釋劑中，從而實現對稀釋后的反應物溫度的精確控制，以及防止稀釋過程中局部溫度過高現象的發生。與現有技術相比，采用本發明方法制備石墨烯時，制備出來的石墨烯具有更高的比表面積，且批次穩定性明顯更高。
【IPC分類】C01B31-04
【公開號】CN104843678
【申請號】CN201510153347
【發明人】楊玉潔
【申請人】廣東燭光新能源科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月1日