一种二维碳纳米片的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种二维碳纳米片的制备方法和应用，属于电储能和电催化技术领域，包括将质量比为(5‑10):1的硼酸和明胶混合，溶解在水中，形成混合溶液；烘干混合溶液中的水分，得到硼酸和明胶的混合物；将混合物置入碳化装置中进行碳化，控制碳化温度为650‑900℃，碳化后的产物冷却至室温；浸泡和洗涤碳化后的产物，将产物干燥至恒重，得到二维碳纳米片。本发明专利技术通过对明胶与硼酸的质量比例及碳化温度进行设定，制备出的二维碳纳米片具有优异的电储能和催化性能，其中明胶属于工业废物，成本低，合成工艺简单，同时又能降低生产成本，通过将洗涤后的硼酸进行回收和重复利用，能够降低生产成本，减少对环境的污染，便于产业化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种二维碳纳米片的制备方法和应用
本专利技术属于电储能和电催化
，更具体地，涉及一种二维碳纳米片的制备方法和应用。
技术介绍
碳材料因具有优异的导电性、丰富的结构形式和丰富的原料来源而被广泛的应用。二维碳纳米片具有较薄的厚度和较大的表面积，有利于电子的传输和表面电化学反应/化学反应，因而被广泛的应用于电化学储能和催化。最典型的是石墨烯材料，然而其制备工艺较为复杂和工艺成本较高、产量较少、合成过程产生有毒气体，阻碍了其产业化的应用。目前，研究人员采用各种方法制备类石墨烯碳材料，探究其在电化学储能和催化等领域的应用。如模板法、溶剂热法等，然而这些方法需要苛刻的制备条件，包括准确控制压力、需要使用有毒溶剂、严格控制配比等，同时这些方法原材料存在着利用率低、产率较低以及合成反应时间较长等问题。如何降低二维碳纳米片的合成成本、原材料成本，同时进行规模化生产、拓展其在储能和催化领域的应用成为当今科研和工业领域的一大难题。由于存在上述的缺陷和不足，本领域亟需做出进一步的完善和改进，需要探索一种新的二维碳纳米片材料的合成工艺，提高其储能和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二维碳纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，将质量比为(5-10):1的硼酸和明胶混合，溶解在水中，形成混合溶液；/nS2，烘干混合溶液中的水分，得到硼酸和明胶的混合物；/nS3，将所述混合物置入碳化装置中进行碳化，控制碳化温度为650-900℃，碳化后的产物冷却至室温；/nS4，浸泡和洗涤碳化后的产物，将产物干燥至恒重，得到二维碳纳米片。/n

【技术特征摘要】
1.一种二维碳纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将质量比为(5-10):1的硼酸和明胶混合，溶解在水中，形成混合溶液；
S2，烘干混合溶液中的水分，得到硼酸和明胶的混合物；
S3，将所述混合物置入碳化装置中进行碳化，控制碳化温度为650-900℃，碳化后的产物冷却至室温；
S4，浸泡和洗涤碳化后的产物，将产物干燥至恒重，得到二维碳纳米片。


2.根据权利要求1所述的一种二维碳纳米片的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的明胶类别为生物级，溶于水后的硼酸水溶液浓度不高于300g/L。


3.根据权利要求2所述的一种二维碳纳米片的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的烘干温度为70-80℃，烘干后的混合物的含水率低于5％。


4.根据权利要求1所述的一种二维碳纳米片的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中碳化时间为0.5-2h。


5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋凯，金前争，王康丽，李浩秒，周敏，陶宏伟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42