一种油性石墨烯分散液及其制备方法

技术领域

本发明涉及石墨烯技术领域，尤其涉及一种油性石墨烯分散液及其制备方法。

背景技术

石墨烯具有优异的力学、电子、光学以及热学性质,已经被广泛应用于纳电子、能量存储、催化、生物传感器等领域。但在实际应用中,二维石墨烯片层之间极易发生团聚现象，很难在复合材料中均匀分散，大大削弱了石墨烯原本的特性。因此需要将石墨烯分散在有机溶剂或表面活性剂水溶液中,依靠静电斥力或分子间作用力,实现石墨烯的单层分散。均一、稳定的分散液是石墨烯在众多领域应用和研究的重要条件,但是目前报道的石墨烯分散液浓度都较低,单层含有率低，限制了石墨烯发展。

因此，有必要提供一种新的油性石墨烯分散液及其制备方法解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种油性石墨烯分散液及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种油性石墨烯分散液，包括石墨与有机溶剂，所述鳞片石墨与有机溶剂形成油性石墨烯分散液，所述油性石墨烯分散液中的石墨为石墨粉、鳞片石墨、人造石墨、可膨胀石墨和膨胀石墨中的一种或多种。

作为本发明进一步的方案：所述有机溶剂由有机溶剂一与有机溶剂二组成。

作为本发明进一步的方案：所述有机溶剂一为氯仿、二甲基亚砜、苯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇、甘油、四氢呋喃。

作为本发明进一步的方案：所述有机溶剂二为离子液体，所述离子液体为碘化1,3-二甲基咪唑、1,3-二甲基咪唑硫酸甲酯盐、1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、溴化1-乙基-3-甲基咪唑、碘化1-乙基-3-甲基咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸甲酯盐、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐、溴化1-苄基-3-甲基咪唑、氯化1-苄基-3-甲基咪唑、1-苄基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑、溴化1-烯丙基-3-甲基咪唑、碘化1-烯丙基-3-甲基咪唑、溴化N-乙基吡啶、碘化N-乙基吡啶、N-乙基吡啶四氟硼酸盐、N-乙基吡啶六氟磷酸盐、氯化N-丁基吡啶、溴化N-丁基吡啶、N-丁基吡啶四氟硼酸盐、N-丁基吡啶六氟磷酸盐中的一种或多种。

作为本发明进一步的方案：所述有机溶剂一和有机溶剂二的体积比为：60:40-95:5之间。

油性石墨烯分散液的制备方法，其具体步骤如下：

步骤一：将有机溶剂一和有机溶剂二按照体积比为：60:40-95:5进行混合，得到有机溶剂；

步骤二：将石墨和有机溶剂通过分散设备的作用下预混合；

步骤三：将得到的预混合溶液通过高压微射流均质机进行分散制备，即得到纯度高的油性石墨烯分散液。

所述高压微射流均质机在压力100-300Mpa下循环10-200次。

所述分散设备选用超声细胞破碎机、砂磨机、球磨机、高速剪切乳化机中的一种或多种。

与相关技术相比较，本发明提供的油性石墨烯分散液及其制备方法具有如下有益效果：

本发明提供一种油性石墨烯分散液及其制备方法，本发明提供的制备方法简单、剥离效率高、产品品质好、能耗低、易于规模化生产，具有广阔的应用前景，可作为导电添加剂在石墨烯电加热膜、锂电池、超级电容器、导电涂层、石墨烯散热材料等领域应用。

具体实施方式

下面结合实施方式对本发明作进一步说明。

实施例一：

本发明实施例中，一种油性石墨烯分散液，包括石墨与有机溶剂，所述鳞片石墨与有机溶剂形成油性石墨烯分散液，所述油性石墨烯分散液中的石墨为石墨粉、鳞片石墨、人造石墨、可膨胀石墨和膨胀石墨中的一种或多种。

进一步的，所述有机溶剂由有机溶剂一与有机溶剂二组成。

进一步的，所述有机溶剂一为氯仿、二甲基亚砜、苯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇、甘油、四氢呋喃。

进一步的，所述有机溶剂二为离子液体，所述离子液体为碘化1,3-二甲基咪唑、1,3-二甲基咪唑硫酸甲酯盐、1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、溴化1-乙基-3-甲基咪唑、碘化1-乙基-3-甲基咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸甲酯盐、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐的一种或多种。

进一步的，所述有机溶剂一和有机溶剂二的体积比为：60:40-95:5之间。

油性石墨烯分散液的制备方法，其具体步骤如下：

步骤一：将有机溶剂一和有机溶剂二按照体积比为：60:40-95:5进行混合，得到有机溶剂；

步骤二：将石墨和有机溶剂通过分散设备的作用下预混合；

步骤三：将得到的预混合溶液通过高压微射流均质机进行分散制备，即得到纯度高的油性石墨烯分散液。

所述高压微射流均质机在压力100-300Mpa下循环10-200次。

所述分散设备选用超声细胞破碎机、砂磨机、球磨机、高速剪切乳化机中的一种或多种。

实施例二：

本发明实施例中，一种油性石墨烯分散液，包括石墨与有机溶剂，所述鳞片石墨与有机溶剂形成油性石墨烯分散液，所述油性石墨烯分散液中的石墨为石墨粉、鳞片石墨、人造石墨、可膨胀石墨和膨胀石墨中的一种或多种。

进一步的，所述有机溶剂由有机溶剂一与有机溶剂二组成。

进一步的，所述有机溶剂一为氯仿、二甲基亚砜、苯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇、甘油、四氢呋喃。

进一步的，所述有机溶剂二为离子液体，所述离子液体为溴化1-苄基-3-甲基咪唑、氯化1-苄基-3-甲基咪唑、1-苄基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑、溴化1-烯丙基-3-甲基咪唑、碘化1-烯丙基-3-甲基咪唑、溴化N-乙基吡啶、碘化N-乙基吡啶、N-乙基吡啶四氟硼酸盐、N-乙基吡啶六氟磷酸盐、氯化N-丁基吡啶、溴化N-丁基吡啶、N-丁基吡啶四氟硼酸盐、N-丁基吡啶六氟磷酸盐的一种或多种。

进一步的，所述有机溶剂一和有机溶剂二的体积比为：60:40-95:5之间。

油性石墨烯分散液的制备方法，其具体步骤如下：

步骤一：将有机溶剂一和有机溶剂二按照体积比为：60:40-95:5进行混合，得到有机溶剂；

步骤二：将石墨和有机溶剂通过分散设备的作用下预混合；

步骤三：将得到的预混合溶液通过高压微射流均质机进行分散制备，即得到纯度高的油性石墨烯分散液。

所述高压微射流均质机在压力100-300Mpa下循环10-200次。

所述分散设备选用超声细胞破碎机、砂磨机、球磨机、高速剪切乳化机中的一种或多种。

本发明选用复合有机溶剂通过液相剥离法对石墨烯进行剥离，所得石墨烯分散液单层率和浓度高，分散稳定性好。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。