基于兰炭的单层氧化石墨烯的制备方法技术

一种基于兰炭的单层氧化石墨烯的制备方法，通过将兰炭在高温条件下进行石墨化处理后，将所得煤基石墨预氧化及插层氧化处理得到氧化石墨，再将氧化石墨在水溶液中进行剥离，得到单层氧化石墨烯分散液。本发明专利技术解决了现有技术以兰炭为原料通常只能得到单层和少层石墨烯的混合物，经分离得到的单层石墨烯产率较低的问题以及Hummers方法中采用硝酸钠导致反应过程中有毒含氮氧化物的产生的问题。与现有技术相比，本发明专利技术采用兰炭为原料，制备得到单层氧化石墨烯，且单层率为99％。且单层率为99％。且单层率为99％。

【技术实现步骤摘要】
基于兰炭的单层氧化石墨烯的制备方法


[0001]本专利技术涉及的是一种石墨烯领域的技术，具体是一种基于兰炭的单层氧化石墨烯的制备方法。

技术介绍

[0002]石墨烯在电子、半导体、传感器件、储能器件、催化及生物医药等领域有广泛的应用前景。但现有技术以无烟煤、褐煤等煤炭作为原料制备石墨烯通常只能得到单层和少层石墨烯的混合物，经分离得到的单层石墨烯产率较低，影响了其品质和实际应用。此外，Hummers法是煤基石墨插层氧化的重要制备方法，然而，该方法中使用硝酸钠会在反应过程中产生有毒的含氮氧化物。因此，人们也相继开发了各种改进型Hummers法，主要包括：1)Hummers方法中不添加硝酸钠；2)不添加硝酸钠，在高锰酸钾氧化之前利用浓硫酸和五氧化二磷对石墨进行预氧化；3)通过增加高锰酸钾用量来替代硝酸钠。然而，各种改进的Hummers法仍存在氧化剂和插层剂高消耗等问题。以兰炭为原料，通过预氧化处理煤基石墨，利用硫酸钾代替Hummers法中的硝酸钠，并优化氧化剂用量来制备高品质氧化石墨烯，不仅有利于石墨烯的批量制备，而且可以实现兰炭的高附加值利用。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于兰炭的单层氧化石墨烯的制备方法，其特征在于，通过将兰炭在高温条件下进行石墨化处理后，将所得煤基石墨预氧化及插层氧化处理得到氧化石墨，再将氧化石墨在水溶液中进行剥离，得到单层氧化石墨烯分散液。2.根据权利要求1所述的基于兰炭的单层氧化石墨烯的制备方法，其特征是，所述的高温条件是指：采用中频感应炉在15℃/min以下的升温速率升至2600
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3000℃并保温40
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90min。3.根据权利要求1所述的基于兰炭的单层氧化石墨烯的制备方法，其特征是，所述的预氧化是指：采用管式炉在10℃/min以下的升温速率升至400
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700℃并保温5
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10h。4.根据权利要求1所述的基于兰炭的单层氧化石墨烯的制备方法，其特征是，所述的插层氧化是指：将预氧化产物、硫酸钾加入冷却条件下的浓硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭守武，黄晔，张佳利，高生辉，钟民，田亚飞，沈文卓，高峰，闫佳伟，李立，郝巧娥，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：