一种生物质石墨烯及其制备方法和应用与流程

文档序号:22169086发布日期:2020-09-11 20:56阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种生物质石墨烯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)木质素的预处理:向木质素加入含钾离子的溶液,搅拌,过滤,水洗,得经预处理的木质素;

(2)催化剂离子注入:在惰性气氛中向步骤(1)的经预处理的木质素中加入金属盐催化剂的水溶液,搅拌,经过滤和水洗,得固体产物;

(3)热处理:在惰性气氛下,采用两步热处理法对固体产物进行热处理,得到所述生物质石墨烯;

所述金属盐催化剂选自铁盐、铜盐和镍盐中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,还包括步骤(4)纯化处理,具体过程为:将步骤(3)的生物质石墨烯置于酸中,边加热边搅拌,再经分离和干燥,得经纯化的生物质石墨烯。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述含钾离子的溶液的质量百分浓度为10-30%,所述含钾离子的溶液选自氢氧化钾溶液、碳酸钾溶液或醋酸钾溶液中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述木质素选自碱木质素、磨木木质素和溶剂型木质素中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述金属盐催化剂的水溶液的浓度为0.1-10mol/l。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述两步热处理法的过程为:以10℃/min升温至700-1200℃,保温0.5-4h;再以10℃/min升温至1800-2200℃,保温0.4-5h。

7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述加热的温度为600-1100℃,优选为900℃。

8.一种生物质石墨烯,其特征在于,是由权利要求1-7任一项所述的制备方法制得。

9.根据权利要求8所述的生物质石墨烯,其特征在于,所述生物质石墨烯的层数为5-10层。

10.权利要求8或9所述的生物质石墨烯在电池制备中的应用。


技术总结
本发明属于碳材料制作技术领域,公开了一种生物质石墨烯的制备方法,以木质素为前驱体,用含钾离子的溶液对木质素进行预处理,得到K+络合木质素,再用金属盐催化剂对K+络合木质素进行离子注入,得到金属阳离子络合木质素,最后对金属阳离子络合木质素进行两步热处理,得到生物质石墨烯。其中,经两步热处理的第一步热处理后生成了石墨烯,再经第二步热处理,进一步提高了提高石墨烯的石墨化程度和导电性能。通过本发明制得的生物质石墨烯的石墨化程度高,导电性能优异,制备工艺简单,成本低廉,性价比高。本发明的生物质石墨烯适用于电化学储能及能量转换设备中电池的制备,如锂离子电池、锂硫电池及燃料电池等,应用前景广泛。

技术研发人员:赵红
受保护的技术使用者:佛山科学技术学院;平山科技有限公司
技术研发日:2020.06.19
技术公布日:2020.09.11
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