【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石墨烯材料制备，具体涉及一种石墨烯球及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近几年，石墨烯凭借着优异的导电(电导率达到108s m-1)、导热(热导率能达到5300w m-1k-1)、机械性能(杨氏模量达到1tpa)和大的比表面积(2630m2g-1)，成为纳米气敏材料研究的热点之一。
2、常见的石墨烯材料，按照维度可以划分为一维纳米纤维、二维纳米薄膜以及三维石墨烯小球材料。三维石墨烯小球具有的多孔结构对于提高其吸附、储能、气敏性能等是十分有利的：首先三维结构可有效降低石墨烯片层之间的相互堆叠，有利于保持石墨烯高比表面积的优势，增加反应的活性位点；其次，相互联通的孔道使得分子更容易扩散到材料内部，提高其灵敏度；最后，三维石墨烯骨架不仅给其他纳米材料的负载提供了支撑位点，同时也加快了材料内部电子的流通，增强其导电能力。
3、但是目前的制备三维石墨烯球的方法是通过静电喷雾(cn103121672a)、多相流(cn109896519b)以及模板剂(cn110357078a)的方法。这些方法涉及需要高电压的仪器，有很大的危险性；制备仪器复杂，需要定制；或者添加模板剂，需要增加去除模板剂的步骤。这些方法过程复杂，不适应于石墨烯球的制备
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的需要使用复杂的制备仪器、制备过程复杂、需要使用模板剂等问题，提供一种石墨烯球及其制备方法和应用。
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种石墨烯球的制
3、(1)将氧化石墨烯、海藻酸钠和水进行混合，然后进行超声和加热，得到混合分散液；
4、(2)通过注射泵将混合分散液滴入含有ca2+的水溶液中进行浸泡，得到氧化石墨烯/海藻酸钠水凝胶；
5、(3)对氧化石墨烯/海藻酸钠水凝胶依次进行洗涤、冷冻干燥和焙烧；
6、其中，步骤(2)中，注射泵的流速为10-200ul/min。
7、优选地，步骤(1)中，氧化石墨烯、海藻酸钠和水的用量的重量比为1-15:0.1-50:1000；
8、优选为5-10:0.1-40:1000。
9、优选地，步骤(1)中，所述超声的时间为10-120min。
10、优选地，步骤(1)中，加热温度为70-95℃，加热时间为3-6h。
11、优选地，步骤(2)中，所述含有ca2+的水溶液中ca2+的浓度为0.5-10重量％。
12、优选地，步骤(2)中，浸泡的时间为1-24h。
13、优选地，步骤(3)中，所述洗涤的过程包括：使用水对氧化石墨烯/海藻酸钠水凝胶进行冲洗，然后在水中进行浸泡。
14、优选地，根据权利要求7所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，所述洗涤过程中，浸泡的时间为12-48h。
15、优选地，步骤(3)中，所述冷冻干燥的干燥条件包括：温度为25-50℃，时间为12-48h。
16、优选地，步骤(3)中，所述焙烧的气氛为惰性气氛；
17、优选地，所述惰性气氛选自氮气、氩气或氦气。
18、优选地，步骤(3)中，所述焙烧的温度为200-700℃，所述焙烧的时间为1-5h。
19、本专利技术第二方面提供前文所述的方法制备的石墨烯球。
20、优选地，所述石墨烯球的粒径为0.5-5mm。
21、本专利技术第三方面提供前文所述的石墨烯球在气体传感、吸附或储能领域中的应用。
22、本专利技术提供了一种石墨烯球的制备方法，使用海藻酸钠和氧化石墨烯为原料，配合微量注射法，制备了尺寸均一、大小结构可控以及较高比表面积的石墨烯毫米球。该方法具有制备过程简单、无需使用复杂仪器设备、可实现大批量生产的特点。制备的石墨烯毫米球可用于气体传感、吸附、储能等多个领域。
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1.一种石墨烯球的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，氧化石墨烯、海藻酸钠和水的用量的重量比为1-15:0.1-50:1000；
3.根据权利要求1或2所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述超声的时间为10-120min。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，加热温度为70-95℃，加热时间为3-6h。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含有Ca2+的水溶液中Ca2+的浓度为0.5-10重量％。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，浸泡的时间为1-24h。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述洗涤的过程包括：使用水对氧化石墨烯/海藻酸钠水凝胶进行冲洗，然后在水中进行浸泡。
8.根据权利要求7所述的石墨烯
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述冷冻干燥的干燥条件包括：温度为25-50℃，时间为12-48h。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述焙烧的气氛为惰性气氛；
11.根据权利要求1-10中任意一项所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述焙烧的温度为200-700℃，所述焙烧的时间为1-5h。
12.权利要求1-11所述的方法制备的石墨烯球。
13.根据权利要求12所述的石墨烯球，其特征在于，所述石墨烯球的粒径为0.5-5mm。
14.权利要求12或13所述的石墨烯球在气体传感、吸附或储能领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨烯球的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，氧化石墨烯、海藻酸钠和水的用量的重量比为1-15:0.1-50:1000；
3.根据权利要求1或2所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述超声的时间为10-120min。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，加热温度为70-95℃，加热时间为3-6h。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含有ca2+的水溶液中ca2+的浓度为0.5-10重量％。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，浸泡的时间为1-24h。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的石墨烯球的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述洗涤的过程包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：安飞，王浩志，朱亮，李庆润，邱长坤，冯俊杰，姜慧芸，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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