球磨剥离鳞片石墨制备纳米石墨片的试验研究

作者：梁小毅 孙红娟 彭同江 侯 波 张曦月    单位：1 西南科技大学 环境与资源学院 2 西南科技大学 固体废物处理与资源化教育部重点实验室 3 西南科技大学 矿物材料及应用研究所

关键词：鳞片石墨；球磨；剥离；纳米石墨片

摘  要：以天然鳞片石墨（45~75 μm）为原料，通过湿法球磨剥离获得纳米石墨片分散液。探究球磨剥离过程固液比、球料比、球磨机转速、球磨时间对纳米石墨片产率的影响。采用冷冻干燥获得纳米石墨片粉体，并在500 ℃焙烧2 h 去除残留的聚乙烯吡咯烷酮（PVP），获得纳米石墨片粉体材料。利用XRD、FT-IR 对纳米石墨片结构特点与含氧官能团进行分析，利用SEM 对纳米石墨片的表面形貌与纳米石墨片片径进行表征。结果表明：在液固比为2.75、球料比为12.5 时，纳米石墨片的产率较高，为6.26%。当转速为400 r/min，球磨20 h，获得片径均匀的纳米石墨片，当球磨时间延长至30 h 时，产率可达10.13%。但球磨机转速较快、研磨时间较长，均会导致纳米石墨片含量的增加，样品变黏稠，使得已剥离的纳米石 墨片进一步被破坏，片径减小。优化条件下获得的纳米石墨片片层呈蝉翼透明状，存在弯曲、揉折现象，片层厚度小于50 nm，且纳米石墨片的晶体结构完善，不含含氧官能团，导电性能好。