一种以椰壳为原料制备高比表面积多孔石墨化纳米碳片的方法

摘要

一种以椰壳为原料制备高比表面积多孔石墨化纳米碳片的方法，它涉及一种石墨化纳米碳材料的制备方法。本发明要解决现有制备石墨化纳米碳材料方法存在生产成本高、工艺复杂、安全性差、产量低、难以实现工业化，且得到的石墨化纳米碳材料的比表面积低、石墨化程度差的问题。本发明制备方法如下：一、原料的预处理；二、原料与催化剂、活化剂配位；三：配合物固化；四：在惰性气体条件下进行热处理；五：酸浸处理，蒸馏水洗涤，干燥，即得高比表面积多孔石墨化纳米碳片。本发明制备的石墨化纳米碳片比表面积高，石墨化程度好且具有优异的电化学性能；方法简单、耗能低、安全性强，适合工业化生产；为生物废弃物椰壳资源化利用提供了一条科学途径。

主权项

一种以椰壳为原料制备高比表面积多孔石墨化纳米碳片的方法，其特征在于以椰壳为原料制备高比表面积多孔石墨化纳米碳片的方法是按照以下步骤进行的：一、采用酸处理法或碱处理法对椰壳进行预处理；二、向溶剂中加入催化剂、活化剂和步骤一预处理的椰壳，在温度为50～80℃、搅拌速度为100～350r/min条件下搅拌6～8h,得配合物；其中，椰壳与催化剂的质量比为1～5:1，椰壳与活化剂的质量比为1～5:1；三、在温度为50℃～200℃的条件下，将步骤二得到的配合物固化6～8h，得生成物；四、以1～15℃/min的速度升温至700℃～1100℃，然后在700℃～1100℃条件下热处理步骤三的生成物10min～5h，得产物，其中热处理气氛流量为60～1000mL/min，热处理气氛为惰性气体；五、用酸浸法处理步骤四的产物，然后在20℃～40℃下搅拌2～6h，再用蒸馏水洗涤至洗液pH为7.0，最后在温度为80℃～120℃的条件下干燥6～8h，即得到高比表面积多孔石墨化纳米碳片材料；步骤一中所述的酸处理法对椰壳进行预处理的具体操作步骤如下：将椰壳加入到质量浓度为10％～15％的硝酸溶液中，在70～150℃条件下回流4～8h，即完成酸处理，其中椰壳与硝酸溶液的质量体积比为5g:50mL；步骤一中所述的碱处理法对椰壳进行预处理的具体操作步骤如下：将椰壳加入质量浓度为10％～20％的KOH溶液中超声搅拌3～7h，再在100℃～200℃条件下水热反应2～5h，用蒸馏水洗涤至洗液pH为7.0，再在80℃～100℃条件下烘干6～8h，即完成碱处理，其中椰壳与KOH溶液的质量体积比为5g:50mL；步骤二中所述的活化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、磷酸、氯化锌、碳酸钾中的一种或其中几种按任意比混合；步骤四所述的惰性气体为氮气、氩气、氦气中的一种或其中几种按任意比混合。