本發(fā)明屬于石墨烯技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種機械剝離制備石墨烯的方法，特別涉及一種利用研磨剝片連續(xù)制備石墨烯微片的方法。

背景技術(shù)：
石墨烯是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子面材料，是由碳原子以sp2雜化形成的蜂窩狀六角平面結(jié)構(gòu)的二維材料。自從2004年英國曼徹斯特大學的兩位科學家采用“膠帶”機械剝離發(fā)現(xiàn)石墨烯以來，就成為科學界和工業(yè)界關(guān)注的焦點。石墨烯是目前最薄也是最堅硬的納米材料，具有良好的電學與光學性能、力學性能、熱傳導(dǎo)性能以及極高的電荷載流子遷移率，同時還有較強的機械強度和柔韌性等眾多普通材料不具備的性能，在能源、電子材料、生物醫(yī)學以及環(huán)境保護等諸多領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。然而，石墨烯材料的價格昂貴、產(chǎn)率低、延展性差、制備過程繁瑣等缺點很大的限制了其在實際工業(yè)上的應(yīng)用。石墨烯微片一般是指碳層數(shù)多于10層、厚度在5-100納米范圍內(nèi)的超薄的石墨烯層狀堆積體。石墨烯微片保持了石墨原有的平面型碳六元環(huán)共軛晶體結(jié)構(gòu)，具有超大的形狀比(直徑／厚度比)，且具有納米厚度，因此具有優(yōu)異的機械強度、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能以及良好的潤滑、耐高溫和抗腐蝕特性等。這使得石墨烯微片作為添加劑與其它材料復(fù)合形成復(fù)合材料，不僅可以使基底材料的強度、硬度、耐腐蝕、潤滑性、導(dǎo)熱等性能提升，且能夠使其擁有優(yōu)良的導(dǎo)電、抗靜電性能，從而得到性能優(yōu)異的復(fù)合材料。目前石墨烯微片的制備方法包括球磨法、超聲法、高溫膨脹剝離法、氧化還原法等。如中國專利公開號CN103601179A公開了尺寸可控的石墨烯微片的制備方法，以大粒徑可膨脹石墨為原料，高溫下制備高膨脹倍率膨脹石墨，以有機物為插層物，共混插入膨脹石墨片層中，制備膨脹石墨/有機物復(fù)合材料，采用粉碎機粉碎成一定尺寸大小，高溫燃燒，膨脹剝離獲得一定尺寸的石墨烯微片。但采用高溫膨脹剝離制備石墨烯，條件苛刻，對設(shè)備的要求極高，無法連續(xù)生產(chǎn)，制約石墨烯微片的規(guī)模化生產(chǎn)。中國專利公開號CN103803533A公開了一種石墨烯的制備方法，將膨脹石墨和有機溶劑混合進行超聲解離得到石墨烯微片懸浮液，靜置0.2-5小時，去上層懸浮液，去除沉淀物，過濾后在80度烘箱中烘干得到石墨烯微片。采用超聲剝離的方法制備石墨烯微片，不需要經(jīng)過氧化還原過程，不破壞所制備石墨烯的晶格結(jié)構(gòu)，所得產(chǎn)品質(zhì)量高，但超聲剝離法需要使用大量的有機溶劑，污染環(huán)境，且得到的石墨烯難以純化分離，超聲時間長，不利于規(guī)模化生產(chǎn)。中國專利公開號CN104709900A公開了納米石墨烯片的制備方法，將石墨材料與插層劑及氧化劑進行插層氧化而形成石墨氧化物，通過高溫加熱使石墨氧化物剝離為納米石墨片結(jié)構(gòu)，將其懸浮于液體中，施以大于5000psi的機械剪切力，縮減納米石墨片結(jié)構(gòu)的橫向尺寸及厚度，形成納米石墨烯片懸浮液，干燥分離出納米石墨烯片，加熱還原得到石墨烯片。采用氧化還原的方法制備石墨烯片，會破壞石墨烯的結(jié)構(gòu)，影響其性能，且生產(chǎn)過程中需要使用大量的化學試劑，能耗大且污染環(huán)境。綜上所述，目前石墨烯微片的制備方法受限于生產(chǎn)成本與產(chǎn)品性能等各方面因素，仍無工業(yè)化應(yīng)用。因此迫切需要開發(fā)一種高效率、低成本、高產(chǎn)品性能的石墨烯微片生產(chǎn)方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對目前急速增長的石墨烯微片的需求，提出一種利用研磨剝片連續(xù)制備石墨烯微片的方法。利用結(jié)晶有機質(zhì)的反復(fù)結(jié)晶產(chǎn)生的形變力使石墨層架距離增大，形成插層石墨，將插層石墨送入研磨剝片機，利用介質(zhì)與石墨物料相互摩擦形成的剪切力的剝磨作用，使插層石墨剝離形成石墨烯微片，通過振動篩分機對剝離的石墨進行篩分分選，將未剝離的石墨篩選出重新進行剝離，得到分布均勻的石墨烯微片。本發(fā)明方法制備的石墨烯微片層數(shù)為10~100層，晶體結(jié)構(gòu)完整，產(chǎn)品質(zhì)量高，實現(xiàn)了高剪切機械條件下連續(xù)化生產(chǎn)高質(zhì)量石墨烯微片，可用于防腐涂料，提高涂料的柔韌性性、耐磨性和防銹性能。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種利用研磨剝片機剝離制備石墨烯的方法，其特征在于通過有機質(zhì)的重復(fù)結(jié)晶增大石墨的層間距，利用研磨剝片形成的剪切力剝離石墨獲得層數(shù)為10~100層的石墨烯微片，具體方法如下：（1）將膨脹石墨和有機聚合物按質(zhì)量比為2~3:1混合作為碳材料，送入螺桿擠出機進行擠壓碳化，通入還原性氣體，設(shè)置碳化溫度為300~500℃，使有機聚合物碳化，與膨脹石墨混合形成石墨烯前驅(qū)體；（2）將步驟（1）中的石墨烯前驅(qū)體和乙醇水溶液按質(zhì)量比為1:1~10，在室...