【技术实现步骤摘要】
一种少层石墨烯和氢气的联产方法及其装置
本专利技术涉及石墨烯制备领域，特别涉及一种少层石墨烯和氢气的联产方法及其装置。
技术介绍
石墨烯材料作为二维材料家族的典型代表，其独特的零带隙半金属特性、高电子迁移率、优异的透光性能以及极高的机械强度和热导率，使得其自被成功制备的十五年来一直受到学术界和工业界的广泛讨论。基于其优异特性，石墨烯材料已经或将要在触摸屏、柔性显示系统、高频器件、逻辑器件以及其他显示和电子学器件中崭露头角。目前，少层石墨烯可通过电化学法或物理化学法实现规模化制备，然而该方案所得的石墨烯材料质量较差，同时高耗能、高污染的问题制约了其绿色发展。与此同时，利用化学气相沉积工艺，高质量单层石墨烯材料可通过催化裂解烃类气体在不同金属或合金衬底表面实现可控制备，所得石墨烯材料横向尺寸大、结晶质量高，具有重要的应用前景。然而，这一工艺目前面临两方面问题：一是表面限制效应使得高质量少层(层数少于10层)石墨烯难以有效制备；二是长期以来忽视了产物气体的筛选、分离和再利用，造成极大的资源浪费和环境负担。因此，如何实现烃类...
【技术保护点】
1.一种少层石墨烯和氢气的联产方法，其特征在于，包括如下步骤：/n在反应容器中加入含金属催化剂，并将所述含金属催化剂加热至熔融状态；/n将烃类气体通入所述熔融状态的含金属催化剂中，并使所述烃类气体在所述熔融状态的含金属催化剂中形成微米气泡，得到反应后的固体产物和气体；/n将所述固体产物收集并纯化，得到少层石墨烯，将所述气体收集并分离，得到氢气。/n
【技术特征摘要】
1.一种少层石墨烯和氢气的联产方法，其特征在于，包括如下步骤：
在反应容器中加入含金属催化剂，并将所述含金属催化剂加热至熔融状态；
将烃类气体通入所述熔融状态的含金属催化剂中，并使所述烃类气体在所述熔融状态的含金属催化剂中形成微米气泡，得到反应后的固体产物和气体；
将所述固体产物收集并纯化，得到少层石墨烯，将所述气体收集并分离，得到氢气。
2.根据权利要求1所述的少层石墨烯和氢气的联产方法，其特征在于，所述含金属催化剂包括铜催化剂、镍催化剂、铁催化剂、铈催化剂、铜镍合金催化剂、铁镍合金催化剂、含铈氯化物催化剂、含铈溴化物催化剂、含钠溴化物催化剂和含钾溴化物催化剂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的少层石墨烯和氢气的联产方法，其特征在于，所述烃类气体包括烷烃、烯烃和炔烃中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的少层石墨烯和氢气的联产方法，其特征在于，所述烃类气体包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯、乙炔、丙炔、丁炔天然气和液化石油气中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的少层石墨烯和氢气的联产方法，其特征在于，所述含金属催化剂的加热温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：于庆凯，时志远，谢晓明，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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