一种单层或少层生物质石墨烯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单层或少层生物质石墨烯的制备方法。以天然农作物秸秆为原材料，通过先进行剥离工艺，再进行碳化工艺，可制得单层生物质石墨烯；通过先进行碳化工艺，再进行剥离工艺，可制得少层生物质石墨烯。通过调节工艺参数，可以调控所制得的石墨烯的层数、微观尺寸大小以及石墨烯表面的缺陷。与现有技术相比，本发明专利技术的石墨烯制备方法以廉价易得的农作物秸秆为原料，制得单层和少层石墨烯。本发明专利技术采用的生物质石墨烯的制备方法具有工艺条件温和、工艺简单易操作、设备要求低、生产成本低等优点，能实现大规模批量生产，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种单层或少层生物质石墨烯的制备方法
本专利技术属于低维材料制备
，涉及一种利用天然农作物秸秆制备单层或少层石墨烯的方法。
技术介绍
(1)石墨烯是一种碳原子以sp2杂化成的六元环排列形成的具有蜂窝状晶格的二维碳材料。石墨烯片层可通过π-π堆叠形成石墨，层间距约为0.335nm。因此，石墨烯被视为芳香族大分子在二维平面上的无限延伸，也被视为富勒烯、一维碳纳米管等石墨基材料的基本组成单元。石墨烯具有卓越的电学特性、热传导性、机械性能和光学特性等，使得石墨烯在新型电子器件、传感器、能量转换和储存器件、催化剂、吸附剂、结构增强剂等方面具有广泛应用前景。(2)目前可以通过“自下而上”和“自上而下”两种途径制备石墨烯。“自下而上”的方法是以碳化硅或有机小分子为碳源，在一定条件下使碳原子进行重排或连接，从而制得石墨烯。化学气相沉积法是研究最多的一种“自下而上”的制备石墨烯的方法。通过化学气相沉积法可以制备出结构完整、层数少的石墨烯。但是，化学气相沉积法需要使用昂贵的金属催化剂并涉及到后续催化剂的去除，反应需在600至1000℃高温且在可燃气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单层或少层生物质石墨烯，其特征在于：以天然农作物秸秆芯为原材料，先进行剥离工艺，再进行碳化工艺，可制备出单层生物质石墨烯；先进行碳化工艺，再进行剥离工艺，可制备出少层生物质石墨烯。/n

【技术特征摘要】
1.一种单层或少层生物质石墨烯，其特征在于：以天然农作物秸秆芯为原材料，先进行剥离工艺，再进行碳化工艺，可制备出单层生物质石墨烯；先进行碳化工艺，再进行剥离工艺，可制备出少层生物质石墨烯。


2.如权利要求1所述的单层生物质石墨烯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)去除天然农作物秸秆的外壳，将秸秆芯机械粉碎成粉末状，粒径尺寸控制在20目至160目范围；
(2)在100mL的水中加入0.1～20g的强氧化剂，常温下搅拌至完全溶解，再加入1～30mL的强酸，搅拌均匀后制得剥离液A；
(3)将1～30g秸秆芯粉末加入剥离液中浸泡0.5～20h后，过滤出固体物质，用清水冲洗过滤物后，将固体物质放入烘箱中，在40～100℃下干燥0.5～4h；
(4)将干燥后的固体物质放入管式炉中碳化，管式炉升温速率控制在5～25℃/min，升温至200～650℃，保温1～8h后，制得单层生物质石墨烯。
如权利要求1所述的少层生物质石墨烯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)去除天然农作物秸秆的外壳，将秸秆芯机械粉碎成粉末状，粒径尺寸控制在20目至160目范围；
(2)在100mL的水中加入0.1～20g的强氧化剂，常温下搅拌至完全溶解，再加入1～30mL的强酸，搅拌均匀后制得剥离液A；
(3)将1～30g秸秆芯粉末放入管式炉中碳化，管式炉升温速率控制在5～25℃/min，升温至200～650℃，保温1～8h后，得到碳化产物；
(4)将1～30g碳化产物加入剥离液中浸泡0.5～20h后，过滤出固体物质，用清水冲洗过滤物后，将固体物质放入烘箱中，在40～100℃下干燥0.5～4h后，制得少层生物质石墨烯。


3.如权利要求2所述的一种单层生物质石墨烯的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的去除天然农作物秸秆的外壳，将秸秆芯机械粉碎成粉末状，粒径尺寸控制在20目至160目范围。


4.如权利要求2所述的一种单层生物质石墨烯的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的强氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢娟，王虎，刘彪，王陈杰，张磊，许家科，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51