纤维素为原料制备生物质石墨烯的方法

摘要

本发明提供了一种石墨烯的制备方法，特别涉及一种利用纤维素为原料制备生物质石墨烯的方法。其具体制备方法为：步骤一：催化剂溶液的配制；步骤二：纤维素与催化剂离子配位、高温脱氧，得到前驱体；步骤三：热处理；步骤四：酸处理、干燥；即得到石墨烯。本发明制备的石墨烯形貌均一，具有单层或多层二维层状结构，尺寸为0.5～2μm，导电性为25000～45000S/m。本发明的制备工艺简单、成本低、产量高、生产安全性强、产品尺寸及物理性质可控，可以实现工业化生产。本发明的制备石墨烯，可用于超级电容器、锂离子电池的电极材料，也可作为添加剂加入到树脂、橡胶中，可以提高这类材料的物理性质。

主权项

纤维素为原料制备生物质石墨烯的方法，其特征在于，制备的步骤为：步骤一：配制催化剂溶液：将催化剂加入到蒸馏水中，搅拌10～30min后，得到均一的所述催化剂溶液，其中所述催化剂溶液中溶质与溶剂的比为2：100～35：100；步骤二：制备前驱体：将生物质纤维素加入到所述步骤一得到的所述催化剂溶液中，搅拌1～4h，然后在高温下脱氧、烘干，得到前驱体，其中纤维素与溶剂的质量比为3：100～40：100；其中，所述高温下脱氧的反应条件为：在微波强度为4～7kW、温度为130～160℃下，反应20min～1.5h；步骤三：热处理：预碳化：将所述步骤二得到的所述前驱体放入氮气、氩气或者氢气环境下，以11～16℃/min升温速率加热至300～450℃，将所述步骤二得到的所述前驱体预碳化2～5h；二次炭化：以5～12℃/min升温速率加热至1000～1550℃热处理预碳化生成物5～10h，使所述步骤二制备的前驱体进行二次炭化处理；步骤四：酸处理、水洗干燥：用酸处理所述步骤三得到的生成物，离心分离后再用蒸馏水洗涤至中性，然后在80～110℃条件下烘干，即得到石墨烯。