一种制备煤基石墨烯与煤基石墨烯量子点共生物的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备煤基石墨烯与煤基石墨烯量子点共生物的方法，其步骤包括包括：(1)原煤的脱矿物质处理；(2)脱灰煤的石墨化；(3)煤基石墨的氧化插层与破碎；(4)煤基氧化石墨烯的还原与缩聚。由此，该方法通过对煤基石墨烯制备方法的加工改良，实现了对煤基石墨和煤基石墨烯量子点的同时制备，得到了煤基石墨烯和煤基石墨烯量子点的共生物，促进了煤基碳材料制备的的多样化发展。材料制备的的多样化发展。材料制备的的多样化发展。

【技术实现步骤摘要】
一种制备煤基石墨烯与煤基石墨烯量子点共生物的方法


[0001]本专利技术属于煤基碳材料领域，具体而言，本专利技术涉及一种制备煤基石墨烯与煤基石墨烯量子点共生物的方法。

技术介绍

[0002]石墨烯(Graphene)是由层数≤10并以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子层构成的一种二维碳材料，石墨烯量子点(Graphene quantum dots
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GQDs)是一层或几层横向尺寸小于10纳米的石墨烯，属于石墨烯衍生物的一种，也是目前已知尺径最小的纳米碳质材料(最小可达2～10纳米)。石墨烯及与石墨烯量子点是21世纪的新兴碳纳米材料，由于这类材料具有十分独特的物理、化学性能，在新能源、航空航天、交通、国家安全、医药卫生等众多领域都展现出巨大的应用潜力，被誉为“改变未来”的材料，因而其研究与制备近年来一直受到世界各国的重视，在“双碳”目标下，煤基石墨烯和煤基石墨烯量子点等煤基碳材料的发展可为煤的清洁高效利用扩宽途径。
[0003]目前石墨烯的制备方法包括：微机械剥离法、氧化还原法、电化学法、化学气相沉积(C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备煤基石墨烯与煤基石墨烯量子点共生物的方法，其特征在于，包括：(1)原煤的脱矿物处理：将破碎至200目以下的原煤样经过盐酸、硝酸和氢氟酸处理，去除煤中矿物质，得到煤的脱灰样品；(2)脱灰煤的石墨化：将上述所得到的脱灰煤样放入高频石墨化炉，进行高温石墨化，得到煤基石墨；(3)煤基石墨的氧化插层与破碎：将所述煤基石墨与硝酸钠、浓硫酸混合均匀，并持续搅拌，然后加入高锰酸钾反应，后加过氧化氢去除多余高锰酸钾，离心得氧化石墨固体，加入超纯水制备出氧化石墨悬浊液，向将所述煤基氧化石墨悬浊液加入少量浓硝酸，在进行长时间的超声后离心得到氧化石墨烯溶液；(4)氧化石墨烯的还原与缩聚：氧化石墨烯溶液加入过量水合肼，在98℃水浴条件下进行还原，之后抽滤洗涤，真空干燥后得到煤基石墨烯与煤基石墨烯量子点的共生物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)是按照下列步骤进行的：(1
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1)把煤样与稀盐酸混合，置于60℃的恒温水浴中加热3小时，期间不断搅拌，倾泻上清液，并用超纯水洗涤、过滤3到5次；(1
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2)向洗涤后的煤样加入稀硝酸溶液，置于60℃的恒温水浴中加热，期间不断搅拌，3小时后，倾泻上清液，重复(1
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1)洗涤步骤；(1
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3)之后再加入氢氟酸(HF)，置于60℃的恒温水浴3小时并不断搅拌，然后重复上述洗涤步骤洗涤至中性，将样品在50℃真空干燥箱中干燥24小时，制得脱矿物质煤样。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(1
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1)中称取所用煤样20克左右。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(1
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1)中所用盐酸的质量浓度为15％，体积为80毫升。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(1
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2)中所用稀硝酸的质量浓度为15％，体积为80毫升。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(1
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2)中所用氢氟酸的质量浓度为40％，体积为80毫升。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)石墨化的温度在2500℃以上。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)包括以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐跃刚，李瑞青，车启立，樊江涛，马鹏亮，毛兴军，
申请(专利权)人：宁夏回族自治区煤炭地质局，
类型：发明
国别省市：