權(quán)利要求書： 1.一種機(jī)械驅(qū)動(dòng)聚合物剝離膨脹石墨制備石墨烯的方法，其特征為該方法包括如下步驟：（1）可膨脹石墨的膨脹與篩分

將可膨脹石墨，放入陶瓷坩堝或石英舟中，加蓋后放入高溫爐中，600℃～1100℃下高溫膨脹30秒～250秒，取出冷卻，過0.25mm?0.15mm篩，篩上物為膨脹石墨，烘干、包裝、備用；

（2）聚合物剝離膨脹石墨制備石墨烯復(fù)合聚合物

將聚合物加入強(qiáng)力剝離機(jī)械中，并加入上述步驟（1）制備的膨脹石墨，啟動(dòng)設(shè)備，完成膨脹石墨的剝離后卸料，得到均勻的聚合物剝離石墨烯混合塊體；

其中，膨脹石墨的添加量為聚合物重量的1%～60%；所述強(qiáng)力剝離機(jī)械為密煉機(jī)和雙輥開煉機(jī)，兩種設(shè)備聯(lián)合使用，即先用密煉機(jī)密煉5min?30min，而后開練10min?100min，在兩種設(shè)備的混煉剝離過程中，均用水冷法控制剝離體系的溫度為50℃～80℃，總剝離時(shí)間20min～120min；

（3）聚合物剝離石墨烯混合塊體的溶解

將上述步驟（2）中所述聚合物剝離石墨烯混合塊體和功能有機(jī)溶劑一同加入反應(yīng)釜，密封、80℃～180℃、攪拌下反應(yīng)3h?16h，使聚合物剝離石墨烯混合塊體溶解；

其中，15～100mL功能有機(jī)溶劑加入1g石墨烯復(fù)合聚合物混合體；

（4）溶解液中石墨烯的提純

將上步得到的溶解后的聚合物剝離石墨烯溶液倒入離心罐中，離心機(jī)的轉(zhuǎn)速1000rpm～3000rpm條件下，離心分離5min～30min；得到的上層懸浮液就是提純后的石墨烯懸浮液；

（5）石墨烯的分離與洗滌

提純后的石墨烯懸浮液的高速離心，指利用轉(zhuǎn)速為5000rpm～20000rpm離心機(jī)，使上層懸浮液變成清亮液體，離心時(shí)間為10～60min，棄去上清液；將沉淀物進(jìn)行洗滌：加入沉淀物體積5～50倍體積的功能有機(jī)溶劑，搖勻后在超聲波分散機(jī)中超聲5～30min，再次在5000rpm～20000rpm條件下離心10min～30min，棄去上清液；

沉淀物再次用同樣方法洗滌1?2次，然后，加入沉淀物體積20倍的無水乙醇，超聲分散

10min，用10000rpm離心20min，沉淀物經(jīng)真空30℃～60℃干燥，得到高品質(zhì)石墨烯；

所述可膨脹石墨的粒徑0.1mm?0.5mm；

步驟（2）中所述聚合物為酚醛樹脂、脲醛樹脂、三元乙丙橡膠、氯丁橡膠、天然橡膠、丁苯橡膠、聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丁腈橡膠、聚酰胺、聚碳酸酯的一種或兩種；

步驟（3）和（5）中所述功能有機(jī)溶劑為苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙醇、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、對(duì)苯二甲酸二辛酯、氯仿或二氯甲烷中的一種或兩種。

2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)聚合物剝離膨脹石墨制備石墨烯的方法，其特征為上述步驟（1）中高溫膨脹是在惰性、或還原氣氛中進(jìn)行，惰性或還原性氣氛是氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳或氫氣?br />
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)聚合物剝離膨脹石墨制備石墨烯的方法，其特征為所述高溫爐為馬弗爐、管式爐、或微波爐中的一種。

說明書： 一種機(jī)械驅(qū)動(dòng)聚合物剝離膨脹石墨制備石墨烯的方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種利用機(jī)械驅(qū)動(dòng)聚合物分子剝離膨脹石墨制備石墨烯的方法，屬于新型納米材料制備領(lǐng)域。背景技術(shù)[0002] 石墨烯是碳原子以sp2雜化軌道連接形成的六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)的單層，及2?10層的少層碳原子構(gòu)成的平面晶化薄膜。單層石墨烯的理論厚度僅為0.35nm，比表面積達(dá)2.63×3 2

10m/g，楊氏模量高達(dá)～1.0TPa，強(qiáng)度130GPa，為鋼的100倍，是已知強(qiáng)度最高的材料。石墨

5 2

烯的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)～5000W/mK，透光率高達(dá)～97.7％，電子遷移率為2×10cm /vs。石墨烯獨(dú)特的2D結(jié)構(gòu)，優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)性能，及其可以與金屬、金屬氧化物、金屬化合物，有機(jī)高分子等實(shí)現(xiàn)多種形式的納米復(fù)合，制成功能獨(dú)特、性能優(yōu)異的新材料。并在超級(jí)電容器、鋰離子電池、燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池和太陽(yáng)能電池等化學(xué)電源，光電子元器件、傳感器、能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存材料，多相催化材料、高性能復(fù)合材料、環(huán)境功能材料、醫(yī)用及生物材料等眾多領(lǐng)域中，均展示出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和極佳的應(yīng)用前景。

[0003] 國(guó)內(nèi)、外發(fā)表的大量研究文獻(xiàn)表明，石墨烯的制備可以分為自下而上的“構(gòu)筑法”和自上而下的“剝離法”兩類。構(gòu)筑法是利用各種含碳的物質(zhì)，在激光、微波、等離子體等高能作用下熱解或催化反應(yīng)，在基體表面沉積或析出碳原子，經(jīng)誘導(dǎo)成核、生長(zhǎng)、晶化或重排，形成單層，或幾層厚度的石墨烯納米片，該方法對(duì)設(shè)備要求高、工藝復(fù)雜，產(chǎn)量極低，僅能滿足高科技研發(fā)及特種需求，難以大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。[0004] 自上而下的“剝離法”是以鱗片石墨為原料，利用各種外力，在不同類型的介質(zhì)中通過高速分散，或化學(xué)作用，并借助超聲波、微波、高壓，甚至電極反應(yīng)，使鱗片石墨的晶體沿解理面不斷剝離，最終成為單層或少層石墨烯的制備方法。國(guó)內(nèi)相關(guān)專利，如ZL201710421098將鱗片石墨經(jīng)球磨、浮選、氧化、還原和干燥處理、制得石墨烯。ZL

201310194548將石墨粉末和一定比例萘等插層劑在有機(jī)溶劑中均勻混合，再利用超聲波，水浴中剝離一定時(shí)間，離心分離，過濾后即獲得石墨烯。CN108383114A將石墨、具有π?π共軛結(jié)構(gòu)的離子液體和常規(guī)離子液體在150～200℃下反應(yīng)超過60min后，分離產(chǎn)物即得石墨烯片。常規(guī)離子液體為1?丁基3?甲基咪唑六氟磷酸鹽、1?己基3?甲基咪唑六氟磷酸鹽、1?乙基

3?甲基咪唑六氟磷酸鹽或1?辛基3?甲基咪唑六氟磷酸鹽等，具有π?π共軛結(jié)構(gòu)的離子液體為含芘環(huán)的共軛離子液體、含蒽環(huán)的共軛離子液體或含萘環(huán)的共軛離子液體。ZL

201110428499將石墨粉加入至少兩種沸點(diǎn)小于或者等于100℃的有機(jī)溶劑中，混合液放入超聲機(jī)內(nèi)，進(jìn)行水浴超聲后，離心機(jī)分離，用移液管取離心分離后的上層液體，得到在混合溶劑中均勻分散的石墨烯分散液。通ZL201410196609將離子液與石墨晶體共磨、結(jié)合微波、超聲和熱處理，經(jīng)高速離心分離得到石墨烯。CN107879332A將石墨與剝離試劑加入超聲球磨設(shè)備中，在超聲波環(huán)境下球磨2～96h，混合物經(jīng)過分離、洗滌、干燥得到石墨烯粉末。ZL

201310185893，CN105948026A將石墨、磨料和酸一同置于研磨設(shè)備中，經(jīng)過研磨獲得混合物，從混合物中分離出硫酸和磨料后，對(duì)剩余物進(jìn)行洗滌和干燥，得到石墨烯。

CN106698386A將石墨原料均勻分散在高分子和有機(jī)溶劑介質(zhì)體系中，將混合物進(jìn)行剪切，實(shí)現(xiàn)剝離石墨，獲得復(fù)合漿料，將復(fù)合漿料進(jìn)行分離，即可獲得石墨烯粉體。CN109319768A將鱗片石墨、磨料、分散劑與去離子水置于聚乙烯吡咯烷酮(PP)和羧甲基纖維素(CMC)中的一種或者兩者的混合物共同研磨，得到石墨懸濁液，加入乙醇、或辛醇插層劑，攪拌和超聲處理，得到石墨烯。上述石墨烯的制備均以鱗片結(jié)構(gòu)石墨為原料，通過各種物理方法或物理化學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行剝離后，獲得石墨烯。

[0005] 利用氧化?還原法或電化學(xué)剝離法制備石墨烯的相關(guān)發(fā)明也很多。氧化?還原法相關(guān)專利如ZL 201410688163，ZL201510042449，CN104828815A，CN108584926A、CN107662917A、CN107352531A和CN107352530A、CN106809831A和CN107673341A等均以天然鱗片狀石墨為原料，經(jīng)強(qiáng)酸和氧化劑進(jìn)行氧化，結(jié)合攪拌、超聲、加熱等不同的手段剝離出氧化石墨烯，再結(jié)合抽濾洗滌，離心分離和透析等純化步驟，通過還原反應(yīng)得到高純度的小片石墨烯材料。CN107720740A、CN107601485A同樣以鱗片石墨為原料，但采用低溫、中溫和高溫加熱的方法對(duì)石墨進(jìn)行氧化，可以有效的控制石墨氧化過程中的副反應(yīng)發(fā)生，進(jìn)而提高石墨的氧化度，再制備成石墨烯片。ZL201510042450用微晶石墨與插層劑和強(qiáng)氧化劑混合，進(jìn)行化學(xué)插層處理后獲得可膨脹微晶石墨，并在氣氛爐中進(jìn)行加熱焙燒制備膨脹微晶石墨材料。[0006] 上述制備方法各有優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵問題是石墨的剝層效率和制備出的石墨烯的品質(zhì)。當(dāng)然制備工藝的差異，不僅影響石墨烯的制備成本和效率，還直接影響石墨烯的層數(shù)、直徑，晶格缺陷的密度，邊緣官能團(tuán)的類型及表面性質(zhì)等，影響到后續(xù)的應(yīng)用和功能性的發(fā)揮，已成為制約石墨烯大規(guī)模應(yīng)用的重要因素。

發(fā)明內(nèi)容[0007] 本發(fā)明的目的是針對(duì)當(dāng)前技術(shù)中存在的不足，提出一種利用橡膠、塑料、樹脂等聚合物分子在一定溫度范圍內(nèi)呈高粘性和一定彈性的特點(diǎn)，借助機(jī)械驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行膨脹石墨的分層、剝離，從而快速制備出高品質(zhì)石墨烯的工藝方法。首先，利用聚合物分子與膨脹石墨表面的親和性，使聚合物分子鏈與膨脹石墨表面形成界面潤(rùn)濕；其次，利用機(jī)械驅(qū)動(dòng)力加速兩者間的界面快速、緊密粘合到一起；由于兩相界面間的結(jié)合力遠(yuǎn)大于石墨內(nèi)部片層間的范德華結(jié)合力，而“蠕蟲”結(jié)構(gòu)的膨脹石墨晶體的片層間主要是以點(diǎn)接觸相互連接，其晶面間的范德華結(jié)合力更是被大幅削弱，所以，在機(jī)械力的拉扯作用下，聚合物分子鏈就會(huì)將已粘連的表層石墨片牽引著，逐層脫離膨脹的石墨基體而被剝離。新暴露的表面在機(jī)械力的強(qiáng)制作用下，又迅速與聚合物分子鏈重新結(jié)合，并再次被機(jī)械力撕扯剝離，如此反復(fù)循環(huán)后，分散在橡膠基體中的膨脹石墨最終會(huì)被完全剝離成單層、少層石墨烯，而均勻分散在聚合物基體中，形成高含量石墨烯聚合物復(fù)合體，經(jīng)功能有機(jī)物溶解、固液分離、提純、洗滌、干燥，最終制備出高品質(zhì)石墨烯。[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：[0009] 一種機(jī)械驅(qū)動(dòng)聚合物剝離膨脹石墨制備石墨烯的方法，包括如下步驟：[0010] (1)可膨脹石墨的膨脹與篩分[0011] 將可膨脹石墨，放入陶瓷坩堝或石英舟中，加蓋后放入高溫爐中膨脹，或在惰性、或還原氣氛中高溫膨脹，取出冷卻，過0.25mm?0.15mm標(biāo)準(zhǔn)篩，篩上物為膨脹石墨，烘干、包裝、備用；[0012] 所述高溫爐為馬弗爐、管式爐、或微波爐中的一種，膨脹溫度為600℃～1100℃，保溫時(shí)間30秒～250秒；[0013] (2)聚合物剝離膨脹石墨制備石墨烯復(fù)合聚合物[0014] 將聚合物加入強(qiáng)力剝離機(jī)械中，并加入上述步驟(1)制備的膨脹石墨，啟動(dòng)設(shè)備，完成膨脹石墨的剝離后卸料，得到均勻的聚合物剝離石墨烯混合塊體；[0015] 其中，膨脹石墨的添加量為聚合物重量的1％～60％；所述強(qiáng)力剝離機(jī)械為密煉機(jī)和雙輥開煉機(jī)，兩種設(shè)備聯(lián)合使用，即先用密煉機(jī)密煉5min?30min，而后開練10min?100min，在兩種設(shè)備的混煉剝離過程中，均用水冷法控制剝離體系的溫度為50℃～80℃，總剝離時(shí)間20min～120min；

[0016] (3)聚合物剝離石墨烯混合塊體的溶解[0017] 將上述步驟(2)中所述聚合物剝離石墨烯混合塊體和功能有機(jī)溶劑一同加入反應(yīng)釜，密封、80℃～180℃、攪拌下反應(yīng)3h?16h，使聚合物剝離石墨烯混合塊體溶解；[0018] 其中，15～100mL功能有機(jī)溶劑加入1g石墨烯復(fù)合聚合物混合體；[0019] (4)溶解液中石墨烯的提純[0020] 將上步得到的溶解后的聚合物剝離石墨烯溶液倒入離心罐中，離心機(jī)的轉(zhuǎn)速1000rpm～3000rpm條件下，離心分離5min～30min；得到的上層懸浮液就是提純后的石墨烯懸浮液；底部沉淀的固體部分可返回到上述步驟(2)的混合體系中，再次進(jìn)行剝離或丟棄；

[0021] (5)石墨烯的分離與洗滌[0022] 所述提純石墨烯懸浮液的高速離心，指利用轉(zhuǎn)速為5000rpm～20000rpm離心機(jī)，使上層懸浮液變成清亮液體，離心時(shí)間為10～60min，棄去上清液；沉淀物中加入沉淀物體積5～50倍體積的上述步驟(3)中所述功能有機(jī)溶劑，搖勻后在超聲波分散機(jī)中超聲5～30min，再次在5000rpm～20000rpm條件下離心10min～30min，棄去上清液；[0023] 沉淀物再次用同樣方法洗滌1?2次，然后，加入沉淀物體積20倍的無水乙醇，搖勻，超聲分散10min，用10000rpm離心20min，沉淀物經(jīng)真空30℃～60℃干燥，得到高品質(zhì)石墨烯。[0024] 上述步驟(1)中所述市售可膨脹石墨，是指由鱗片結(jié)構(gòu)石墨晶體通過強(qiáng)酸和氧化劑體系中處理后形成的預(yù)加工石墨，其粒徑0.1mm?0.5mm，在高溫條件下，體積可膨脹200倍以上；[0025] 上述步驟(1)中所述陶瓷坩堝或石英舟的體積為250mL～500mL，惰性或還原性氣氛是通入氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳或氫氣中的一種；[0026] 上述步驟(2)中所述聚合物為樹脂，橡膠、塑料等高分子材料，具體包括：酚醛樹脂、脲醛樹脂、三元乙丙橡膠、氯丁橡膠、天然橡膠、丁苯橡膠、聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丁腈橡膠、聚酰胺、聚碳酸酯的一種或兩種；[0027] 上述步驟(3)中所述反應(yīng)釜，其內(nèi)襯為聚四氟乙烯，外層為不銹鋼金屬套，并帶電加熱和攪拌裝置的反應(yīng)釜；[0028] 上述步驟(3)和(5)中所述功能有機(jī)溶劑為苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙醇、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、對(duì)苯二甲酸二辛酯、氯仿或二氯甲烷等中的一種，或兩種混合物并用。[0029] 本發(fā)明的有益效果為：[0030] 本發(fā)明利用聚合物與膨脹石墨片層表面的親和性、浸潤(rùn)性特點(diǎn)，在兩相界面間形成結(jié)合力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于膨脹石墨層間的范德華結(jié)合力高強(qiáng)度過渡相，從而在機(jī)械力的撕扯下，結(jié)合力較弱的膨脹石墨片層首先分離，即通過聚合物牽連過渡相，非常容易將膨脹石墨的表層、近表層或結(jié)合力較弱的片層間撕開，新生表面再次與聚合物分子粘合二次被剝離，如此循環(huán)往復(fù)，最終膨脹石墨被剝離成單層、少層石墨烯片，并均勻分散聚合物基體中，形成石墨烯聚合物復(fù)合塊體；再利用不同類型的有機(jī)溶劑將獲得的石墨烯聚合物復(fù)合塊體溶解，經(jīng)提純和固液分離，洗滌就可以獲得高品質(zhì)石墨烯。該可膨脹石墨制備石墨烯的工藝流程簡(jiǎn)便、條件易于控制和操作，設(shè)備投資省、占地面積小，是大規(guī)模、低成本制備的石墨烯極具發(fā)展?jié)摿Φ姆椒?；由于本工藝?shí)施過程中，不使用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑以及劇毒性物質(zhì)，符合經(jīng)濟(jì)、社會(huì)綠色環(huán)保發(fā)展的需求；同時(shí)，根據(jù)X?射線衍射分析和拉曼光譜分析可知，制得的石墨烯純度高、缺陷少、導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能好，可用作高效的能源轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存材料、傳感器材料、超輕材料、吸油材料、光電材料、光催化材料、磁性吸波材料等新型功能材料。附圖說明[0031] 圖1為實(shí)施例1和實(shí)施例2所用膨脹石墨及獲得石墨烯粉體的XRD曲線；[0032] 圖2為實(shí)施例1和實(shí)施例2，所用膨脹石墨及獲得石墨烯粉體的Raman曲線。具體實(shí)施方式[0033] 實(shí)施例1[0034] (1)可膨脹石墨的膨脹與篩分[0035] 稱取粒徑小于0.1mm的市售可膨脹石墨1.0g，放入250ml陶瓷坩堝中，加蓋，放入已經(jīng)預(yù)熱至600℃的馬弗爐中，通入一氧化碳?xì)怏w，計(jì)時(shí)，并保溫250秒，取出，室溫自然冷卻后，過0.15mm標(biāo)準(zhǔn)篩，篩上物即得到的膨脹石墨，篩下顆粒放回陶瓷坩堝，同樣條件下再次進(jìn)行二次加熱膨脹、過篩，棄去篩下雜質(zhì)礦物，篩上膨脹石墨包裝備用；[0036] (2)酚醛樹脂剝離膨脹石墨[0037] 將酚醛樹脂100g加入0.2L的密煉機(jī)中，并加入上述步驟(1)制備的膨脹石墨1.0g，開機(jī)、密煉5min后，取出，轉(zhuǎn)入雙輥開煉機(jī)繼續(xù)混煉15min，密煉和開煉期間，設(shè)備通入冷卻水，控制體系溫度約50℃，得到酚醛樹脂剝離石墨烯復(fù)合塊體。[0038] (3)酚醛樹脂剝離石墨烯復(fù)合塊體的熱壓溶解[0039] 將上述步驟(2)中所述酚醛樹脂剝離石墨烯復(fù)合塊體5g加入反應(yīng)釜中，然后加入體積比1:1混合的丙酮和乙醇溶劑75ml，密封，并在80℃保溫?cái)嚢?6h，使石墨烯復(fù)合塊體完全溶解；[0040] (4)石墨烯的提純[0041] 將步驟(3)溶解后的石墨烯酚醛樹脂混合液倒入離心罐中，在離心機(jī)轉(zhuǎn)速3000rpm離心分離5min，倒出上層懸浮液，即為去除顆粒物雜質(zhì)后的提純石墨烯酚醛樹脂懸浮液；底部沉淀為未完全剝離的膨脹石墨片大顆粒、微量鹽類和部分難容石墨烯聚合物顆粒，丟棄或返回將上述步驟(2)中再次溶解；[0042] (5)提純石墨烯酚醛樹脂懸浮液的固液分離與石墨烯洗滌[0043] 將上述步驟(4)中提純石墨烯酚醛樹脂懸浮液再次倒入離心罐中，在離心機(jī)轉(zhuǎn)速20000rpm離心10min，棄去上清液；沉淀物中加入約沉淀物體積20倍體積的丙酮和乙醇等體積比混合組成的溶劑，經(jīng)搖勻，在超聲波分散機(jī)中超聲5min，再次在20000rpm條件下離心

30min，棄去上清液，沉淀物按同樣方法共洗滌3次，最后在沉淀物中加入沉淀物體積20倍的無水乙醇，搖勻、超聲分散10min，用10000rpm離心20min，棄去上清液，沉淀物經(jīng)真空30℃干燥，得到高品質(zhì)石墨烯。

[0044] 如圖1所示，經(jīng)X?射線衍射分析可知，膨脹石墨在2θ角為26.702°處有銳利的強(qiáng)衍射峰(最上一條曲線)，其強(qiáng)度為29086，而本實(shí)例制備的石墨烯樣品在2θ角為26.582°處的衍射峰的強(qiáng)度僅為152(中間一條曲線)，相對(duì)剝離率達(dá)99.5％，說明膨脹石墨已被剝離為單層、或少層石墨烯；結(jié)合對(duì)拉曼光譜(圖2)分析的ID/IG強(qiáng)度比值為0.09，表明該樣品為高品質(zhì)石墨烯。[0045] 實(shí)施例2[0046] (1)可膨脹石墨的膨脹與篩分[0047] 稱取粒徑小于0.5mm的市售可膨脹石墨1.0g，放入500mL石英舟中，加蓋，放入已經(jīng)預(yù)熱至1100℃的管式爐中，通入氮?dú)猓?jì)時(shí)，并保溫30秒，取出，室溫自然冷卻后，過0.25mm標(biāo)準(zhǔn)篩，篩上物即為膨脹石墨，篩下顆粒放回石英舟，同樣條件下再次進(jìn)行二次加熱膨脹、過篩，棄去篩下雜質(zhì)礦物，篩上膨脹石墨包裝備用；[0048] (2)三元乙丙橡膠剝離膨脹石墨[0049] 將三元乙丙橡膠100g加入0.2L的密煉機(jī)中，并加入上述步驟(1)制備的膨脹石墨60g，開機(jī)、密煉30min后，取出，轉(zhuǎn)入雙輥開煉機(jī)繼續(xù)混煉90min，密煉和開煉期間，設(shè)備均通入冷卻水，控制體系溫度低于80℃，得到三元乙丙橡膠剝離石墨烯復(fù)合塊體。

[0050] (3)三元乙丙橡膠剝離石墨烯復(fù)合塊體的溶解[0051] 將上述步驟(2)中所述三元乙丙橡膠剝離石墨烯復(fù)合塊體1g和溶劑苯100ml加入反應(yīng)釜，加蓋密封，并在180℃保溫?cái)嚢?h，使三元乙丙橡膠石墨烯復(fù)合塊體完全溶解；[0052] (4)石墨烯的提純[0053] 將步驟(3)溶解后的三元乙丙橡膠石墨烯混合液倒入離心罐中，在1000rpm離心分離30min，倒出上層懸浮液，即為提純石墨烯三元乙丙橡膠懸浮液；底部沉淀為未完全剝離的膨脹石墨片大顆粒、微量鹽類和部分難容石墨烯聚合物顆粒，丟棄或返回將上述步驟(2)中再次溶解；[0054] (5)石墨烯的分離與洗滌[0055] 將上述步驟(4)中提純石墨烯三元乙丙橡膠懸浮液再次倒入離心罐中，在離心機(jī)轉(zhuǎn)速5000rpm時(shí)，離心60min，棄去上清液；沉淀物中加入沉淀物體積約5倍體積的溶劑苯，經(jīng)搖勻，在超聲波分散機(jī)中超聲15min，再次在10000rpm條件下離心30min，棄去上清液，沉淀物按同樣方法共洗滌3次，最后在沉淀物中加入體積20倍的無水乙醇，超聲分散10min，再次在10000rpm離心20min，棄去上清液，沉淀物經(jīng)真空50℃干燥，得到高品質(zhì)石墨烯。[0056] 經(jīng)X?射線衍射分析，本實(shí)例制得的石墨烯樣品在2θ角為26.801°處衍射峰的強(qiáng)度僅為699(下面一條曲線)，比膨脹石墨在2θ角26.702°處衍射峰強(qiáng)度的29086(最上一條曲線)相比，其相對(duì)剝離率達(dá)97.6％，說明膨脹石墨被剝離為石墨烯；結(jié)合對(duì)拉曼光譜分析的ID/IG強(qiáng)度比值為0.28，表明該樣品為較高品質(zhì)石墨烯。[0057] 實(shí)施例3[0058] (1)可膨脹石墨的膨脹與篩分[0059] 稱取粒徑小于0.25mm的市售可膨脹石墨1.0g，放入300mL陶瓷坩堝中，加蓋，放入800W微波爐中，通入二氧化碳，開機(jī)并計(jì)時(shí)，膨脹120秒，取出，室溫自然冷卻后，過0.20mm標(biāo)準(zhǔn)篩，篩上物即為膨脹石墨，篩下顆粒再次倒入陶瓷坩堝中，同樣條件下再次進(jìn)行二次加熱膨脹、過篩，棄去篩下雜質(zhì)礦物，篩上膨脹石墨包裝備用；

[0060] (2)聚氯乙烯和丁腈橡膠剝離膨脹石墨[0061] 將聚氯乙烯顆粒50g和丁腈橡膠50g加入0.2L的密煉機(jī)中，同時(shí)加入上述步驟(1)中制備的膨脹石墨粉30g，開機(jī)、密煉10min后，取出，轉(zhuǎn)入雙輥開煉機(jī)繼續(xù)混煉70min，密煉和開煉期間，設(shè)備均通入冷卻水，控制體系溫度約70℃，得到聚氯乙烯和丁腈橡膠剝離石墨烯復(fù)合塊體。[0062] (3)聚氯乙烯和丁腈橡膠剝離石墨烯復(fù)合塊體的溶解[0063] 將上述步驟(2)中所述聚聚氯乙烯和丁腈橡膠剝離石墨烯復(fù)合塊體2g加入反應(yīng)釜，將氯仿和鄰苯二甲酸二辛酯體積比1:1的混合溶劑100ml加入其中，加蓋密封后，在150℃保溫?cái)嚢?h，直至聚氯乙烯和丁腈橡膠剝離石墨烯復(fù)合塊體完全溶解；[0064] (4)石墨烯的提純[0065] 將步驟(3)溶解后的聚氯乙烯和丁腈橡膠剝離石墨烯混合液倒入離心罐中，在1800rpm離心分離20min，倒出上層懸浮液，得到提純的石墨烯聚氯乙烯和丁腈橡膠懸浮液，底部沉淀為未完全剝離的膨脹石墨片大顆粒、微量鹽類和部分難容石墨烯聚合物顆粒，丟棄或返回將上述步驟(2)中再次溶解；

[0066] (5)石墨烯的分離與洗滌[0067] 將上述步驟(4)中提純石墨烯聚氯乙烯和丁腈橡膠懸浮液再次倒入離心罐中，在離心機(jī)轉(zhuǎn)速10000rpm時(shí)，離心15min，棄去上清液；沉淀物中加入沉淀物體積約50倍體積的上述步驟(3)所述氯仿和鄰苯二甲酸二辛酯1:1混合溶劑，經(jīng)搖勻，在超聲波分散機(jī)中超聲15min，再次在10000rpm條件下離心30min，棄去上清液，沉淀物按同樣方法共洗滌2次，最后在沉淀物中加入體積20倍的無水乙醇，超聲分散10min，再次在10000rpm離心20min，棄去上清液，沉淀物經(jīng)真空50℃干燥，得到高品質(zhì)石墨烯。

[0068] 經(jīng)X?射線衍射分析，制得的石墨烯在2θ角為26.622°處的衍射峰基本消失，結(jié)合對(duì)拉曼光譜分析的ID/IG強(qiáng)度比值為0.25，該樣品為高品質(zhì)石墨烯。[0069] 實(shí)施例4[0070] (1)可膨脹石墨的膨脹與篩分[0071] 稱取粒徑小于0.5mm的可膨脹石墨1.0g，放入500mL陶瓷坩堝中，加蓋，放入已經(jīng)預(yù)熱至900℃的馬弗爐中，通入一氧化碳，計(jì)時(shí)，并保溫90秒，取出，室溫自然冷卻后，過0.25mm標(biāo)準(zhǔn)篩，篩上物即為膨脹石墨，篩下顆粒返回陶瓷坩堝中，同樣條件下再次進(jìn)行二次加熱膨脹、過篩，棄去篩下雜質(zhì)礦物，篩上膨脹石墨包裝備用；[0072] (2)天然橡膠和聚苯乙烯混合物剝離膨脹石墨[0073] 將60g天然橡膠和40g聚苯乙烯加入0.2L的密煉機(jī)中，并加入上述步驟(1)制備的膨脹石墨45g，開機(jī)、密煉10min后，取出，轉(zhuǎn)入雙輥開煉機(jī)繼續(xù)混煉80min，獲得分散均勻的天然橡膠和聚苯乙烯剝離石墨烯復(fù)合塊體；密煉和開煉期間，設(shè)備均通入冷卻水，控制體系溫度約60℃。[0074] (3)天然橡膠和聚苯乙烯剝離石墨烯復(fù)合塊體的溶解[0075] 將上述(2)中所述天然橡膠和聚苯乙烯剝離石墨烯復(fù)合塊體2g加入反應(yīng)釜中，加入體積比1:1混合的鄰苯二甲酸二丁酯和甲苯溶液80ml，加蓋密封，并在120℃保溫?cái)嚢?0h，直至天然橡膠和聚苯乙烯剝離石墨烯復(fù)合塊體完全溶解；

[0076] (4)石墨烯的提純[0077] 將步驟(3)溶解后的天然橡膠和聚苯乙烯剝離石墨烯復(fù)合塊體石墨烯混合液倒入離心罐中，在離心機(jī)轉(zhuǎn)速2500rpm時(shí)，離心分離15min，倒出上層懸浮液，得到提純石墨烯天然橡膠和聚苯乙烯懸浮液；底部沉淀為未完全剝離的膨脹石墨片大顆粒、微量鹽類和部分難容石墨烯聚合物顆粒，丟棄或返回將上述步驟(2)中再次溶解；[0078] (5)石墨烯的分離與洗滌[0079] 將上述步驟(4)中提純石墨烯天然橡膠和聚苯乙烯懸浮液再次倒入離心罐中，在離心機(jī)轉(zhuǎn)速15000rpm時(shí)，離心20min，棄去上清液；沉淀物中加入沉淀物體積約40倍體積的上述步驟(3)所述溶劑鄰苯二甲酸二丁酯和甲苯體積比1:1的混合溶劑，經(jīng)搖勻，在超聲波分散機(jī)中超聲30min，再次在10000rpm條件下離心20min，棄去上清液，沉淀物按同樣方法共洗滌2次，最后在沉淀物中加入體積20倍的無水乙醇，超聲分散10min，再次在10000rpm離心20min，棄去上清液，沉淀物經(jīng)真空60℃干燥，得到高品質(zhì)石墨烯。

[0080] 經(jīng)X?射線衍射分析，制得的石墨烯在2θ角為26.602°處衍射峰基本消失，結(jié)合對(duì)拉曼光譜分析的ID/IG強(qiáng)度比值為0.15，表明該樣品為高品質(zhì)石墨烯。[0081] 實(shí)施例5[0082] (1)可膨脹石墨的膨脹與篩分[0083] 稱取市售直徑小于0.5mm可膨脹石墨1g，放入250石英舟中加蓋，放入已經(jīng)預(yù)熱至800℃的管式爐中，通入氫氣，計(jì)時(shí)，并保溫200秒，取出，室溫自然冷卻后，過0.25mm標(biāo)準(zhǔn)篩，篩上物即為膨脹石墨，篩下顆粒放回石英舟，同樣條件下再次進(jìn)行二次加熱膨脹、過篩，棄去篩下雜質(zhì)礦物，篩上膨脹石墨包裝備用；

[0084] (2)丁苯橡膠和聚酰胺混合物剝離膨脹石墨[0085] 將50g丁苯橡膠和50g聚酰胺加入到0.2L的密煉機(jī)中，并加入上述步驟(1)制備的膨脹石墨30g，開機(jī)密煉25min后，取出，轉(zhuǎn)入雙輥開煉機(jī)繼續(xù)混煉30min，得到分散均勻的丁苯橡膠和聚酰胺剝離石墨烯復(fù)合塊體；密煉和開煉期間，設(shè)備均通入冷卻水，控制體系溫度約70℃；[0086] (3)丁苯橡膠和聚酰胺復(fù)合塊體的溶解[0087] 將上述(2)中所述丁苯橡膠和聚酰胺剝離石墨烯復(fù)合塊體2g加入反應(yīng)釜，再加入二甲苯溶液120ml，加蓋密封，并在100℃保溫?cái)嚢?2h，使丁苯橡膠和聚酰胺剝離石墨烯復(fù)合塊體完全溶解；[0088] (4)石墨烯的提純[0089] 將步驟(3)溶解后的丁苯橡膠和聚酰胺剝離石墨烯復(fù)合塊體石墨烯混合液倒入離心罐中，在離心機(jī)轉(zhuǎn)速2000rpm時(shí)，離心分離20min，倒出上層懸浮液，得到去除雜質(zhì)的提純的石墨烯丁苯橡膠和聚酰胺懸浮液；底部沉淀為未完全剝離的膨脹石墨片大顆粒、微量鹽類和部分難容石墨烯聚合物顆粒，丟棄或返回將上述步驟(2)中再次溶解；[0090] (5)石墨烯的分離與洗滌[0091] 將上述步驟(4)中提純石墨烯丁苯橡膠和聚酰胺懸浮液再次倒入離心罐中，在離心機(jī)轉(zhuǎn)速15000rpm時(shí)，離心20min，棄去上清液；沉淀物中加入沉淀物體積約25倍體積的二甲苯，經(jīng)搖勻，在超聲波分散機(jī)中超聲20min，再次在5000rpm條件下離心30min，棄去上清液，沉淀物按同樣方法共洗滌3次，最后在沉淀物中加入體積20倍的無水乙醇，超聲分散10min，再次在10000rpm離心20min，棄去上清液，沉淀物經(jīng)真空50℃干燥，得到高品質(zhì)石墨烯。經(jīng)X?射線衍射分析，制得的石墨烯在2θ角為26.612°處的衍射峰基本消失，結(jié)合對(duì)拉曼光譜分析的ID/IG強(qiáng)度比值為0.16，表明該樣品為高品質(zhì)石墨烯。

[0092] 實(shí)施例6[0093] (1)可膨脹石墨的膨脹與篩分[0094] 稱取粒徑小于0.15mm的市售可膨脹石墨1.0g，放入500mL陶瓷坩堝中，加蓋，放入已經(jīng)預(yù)熱至900℃的馬弗爐中，通入二氧化碳，計(jì)時(shí)，并保溫90秒，取出，室溫自然冷卻后，過0.15mm標(biāo)準(zhǔn)篩，篩上物即為膨脹石墨，篩下顆粒返回陶瓷坩堝中，同樣條件下再次進(jìn)行二次加熱膨脹、過篩，棄去篩下雜質(zhì)礦物，篩上膨脹石墨包裝備用；

[0095] (2)氯丁橡膠和脲醛樹脂混合物剝離膨脹石墨[0096] 將70g氯丁橡膠和30g脲醛樹脂加入0.2L的密煉機(jī)中，并加入上述步驟(1)制備的膨脹石墨15g，開機(jī)、密煉5min后，取出，轉(zhuǎn)入雙輥開煉機(jī)繼續(xù)混煉30min，得到氯丁橡膠和脲醛樹脂剝離石墨烯復(fù)合塊體；密煉和開煉期間，設(shè)備均通入冷卻水，控制體系溫度約60℃；[0097] (3)氯丁橡膠和脲醛樹脂剝離石墨烯復(fù)合塊體的溶解[0098] 將上述(2)中所述氯丁橡膠和脲醛樹脂剝離石墨烯復(fù)合塊體2g加入反應(yīng)釜，再加入二氯甲烷140ml，加蓋密封，并在150℃保溫?cái)嚢?0h，直至氯丁橡膠和脲醛樹脂剝離石墨烯復(fù)合塊體完全溶解；[0099] (4)石墨烯的提純[0100] 將步驟(3)溶解后的氯丁橡膠和脲醛樹脂剝離石墨烯復(fù)合塊體混合液倒入離心罐中，在離心機(jī)轉(zhuǎn)速2500rpm時(shí)，離心分離10min，倒出上層懸浮液，得到提純的石墨烯氯丁橡膠和脲醛樹脂懸浮液；底部沉淀為未完全剝離的膨脹石墨片大顆粒、微量鹽類和部分難容石墨烯聚合物顆粒，丟棄或返回將上述步驟(2)中再次溶解；[0101] (5)石墨烯的分離與洗滌[0102] 將上述步驟(4)中提純石墨烯氯丁橡膠和脲醛樹脂懸浮液再次倒入離心罐中，在離心機(jī)轉(zhuǎn)速10000rpm時(shí)，離心25min，棄去上清液；沉淀物中加入沉淀物體積約15倍體積的二氯甲烷，經(jīng)搖勻，在超聲波分散機(jī)中超聲15min，再次在10000rpm條件下離心20min，棄去上清液，沉淀物按同樣方法共洗滌3次，最后在沉淀物中加入體積20倍的無水乙醇，超聲分散10min，再次在10000rpm離心20min，棄去上清液，沉淀物經(jīng)真空50℃干燥，得到高品質(zhì)石墨烯。[0103] 經(jīng)X?射線衍射分析，制得的石墨烯在2θ角為26.636°處的衍射峰基本消失，結(jié)合對(duì)拉曼光譜分析的ID/IG強(qiáng)度比值為0.21，表明該樣品為高品質(zhì)石墨烯。[0104] 實(shí)施例7[0105] (1)可膨脹石墨的膨脹與篩分[0106] 稱取粒徑小于0.25mm的市售可膨脹石墨1.0g，放入500mL陶瓷坩堝中，加蓋，放入已經(jīng)預(yù)熱至900℃管式爐中，通入氮?dú)?，?jì)時(shí)，180秒后，取出，室溫自然冷卻后，過0.25mm標(biāo)準(zhǔn)篩，篩上物即為膨脹石墨，篩下顆粒返回陶瓷坩堝中，同樣條件下再次進(jìn)行二次加熱膨脹、過篩，棄去篩下雜質(zhì)礦物，篩上膨脹石墨包裝備用；[0107] (2)聚碳酸酯和聚氨酯混合物剝離膨脹石墨[0108] 將50g聚碳酸酯和50g聚氨酯加入0.2L的密煉機(jī)中，并加入上述步驟(1)制備的膨脹石墨10g，開機(jī)、密煉10min后，取出，轉(zhuǎn)入雙輥開煉機(jī)繼續(xù)混煉40min，將得到的聚碳酸酯和聚氨酯復(fù)合石墨烯塊體；密煉和開煉期間，設(shè)備均通入冷卻水，控制體系溫度低于80℃；[0109] (3)聚碳酸酯和聚氨酯剝離石墨烯復(fù)合塊體的溶解[0110] 將上述(2)中所述聚碳酸酯和聚氨酯剝離石墨烯復(fù)合塊體3g加入反應(yīng)釜，再加入對(duì)苯二甲酸二辛酯90ml，加蓋密封，并在80℃保溫?cái)嚢?5h，直至聚碳酸酯和聚氨酯剝離石墨烯復(fù)合塊體完全溶解；[0111] (4)石墨烯的提純[0112] 將步驟(3)溶解后的聚碳酸酯和聚氨酯剝離石墨烯復(fù)合塊體石墨烯混合液倒入離心罐中，在離心機(jī)轉(zhuǎn)速2500rpm時(shí)，離心分離20min，倒出上層懸浮液，得到提純的石墨烯聚碳酸酯和聚氨酯懸浮液；底部沉淀為未完全剝離的膨脹石墨片大顆粒、微量鹽類和部分難容石墨烯聚合物顆粒，丟棄或返回將上述步驟(2)中再次溶解；[0113] (5)石墨烯的分離與洗滌[0114] 將上述步驟(4)中提純石墨烯丁苯橡膠和聚氨酯懸浮液再次倒入離心罐中，在離心機(jī)轉(zhuǎn)速15000rpm時(shí)，離心20min，棄去上清液；沉淀物中加入沉淀物體積約40倍體積的上述步驟(3)所述對(duì)苯二甲酸二辛酯，經(jīng)搖勻，在超聲波分散機(jī)中超聲15min，再次在20000rpm條件下離心10min，棄去上清液，沉淀物按同樣方法共洗滌2次，最后在沉淀物中加入體積20倍的無水乙醇，超聲分散10min，再次在10000rpm離心20min，棄去上清液，沉淀物經(jīng)真空50℃干燥，得到高品質(zhì)石墨烯。[0115] 經(jīng)X?射線衍射分析，制得的石墨烯在2θ角為26.622°處的衍射峰基本消失，結(jié)合對(duì)拉曼光譜分析的ID/IG強(qiáng)度比值為0.20，表明該樣品為高品質(zhì)石墨烯。[0116] 可膨脹石墨廠家：青島晨陽(yáng)石墨有限公司、青島巖海碳材料有限公司、靈壽縣展騰礦產(chǎn)品加工廠。[0117] 本發(fā)明未盡事宜為公知技術(shù)。