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专利号: 2013106198948
申请人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用层状模板碳化制备石墨烯的方法,其特征在于具体步骤如下:

(1)将可溶性金属盐与可溶性磷酸盐分别溶解后,混合搅拌形成凝胶液,将该凝胶转移至反应釜中,在60-200℃反应4-150h,用蒸馏水洗涤至中性,分离、干燥后得到层状磷酸盐;

(2)将碳水化合物的水溶液,加入到经超声波处理或机械搅拌得到的层状磷酸盐悬浮液,在50-100℃下搅拌6-48h,使碳水化合物充分进入层状磷酸盐的层间,最后经离心洗涤、干燥、研磨,得到前驱体粉末;

(3)将前驱体于100-200℃下进行预碳化处理0.5-2h得到固体粉末;然后在惰性气体保护下,将固体粉末于将固体粉末于真空管式炉中,高温煅烧,得到磷酸盐/石墨烯复合物;

(4)将得到的磷酸盐/石墨烯复合物加入到盐酸溶液中,常温搅拌0.5-8h,离心分离、干燥即可得石墨烯粉末。

2.如权利要求1所述的一种利用层状模板碳化制备石墨烯的方法,其特征在于,所述步骤(1)中层状磷酸盐包括层状磷酸钛、层状磷酸锆、层状磷酸锡、层状磷酸铪、层状磷酸铌、层状磷酸锗和层状磷酸铅中的一种。

3.如权利要求1所述的一种利用层状模板碳化制备石墨烯的方法,其特征在于,所述步骤(1)中可溶性金属盐选自金属硝酸盐或氧氯化物。

4.权利要求3所述的一种利用层状模板碳化制备石墨烯的方法,其特征在于,所述的金属包括钛、锆、锡、铪、铌、锗和铅中的一种;所述的可溶性磷酸盐是磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢胺和磷酸氢二胺的一种或两种;其中,金属和磷的摩尔比1:2-5。

5.如权利要求1所述的一种利用层状模板碳化制备石墨烯的方法,其特征在于,所述步骤(1)中可溶性金属盐的浓度为0.5-1mol/L,可溶性磷酸盐的浓度为1-2mol/L。

6.如权利要求1所述的一种利用层状模板碳化制备石墨烯的方法,其特征在于,所述步骤(2)中碳水化合物为葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、可溶性淀粉、糊精、糖原、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素的一种或两种。

7.如权利要求1所述的一种利用层状模板碳化制备石墨烯的方法,其特征在于,所述步骤(2)中层状磷酸盐、碳水化合物、水的质量比为1:(0.5-3):(25-50)。

8.如权利要求1所述的一种利用层状模板碳化制备石墨烯的方法,其特征在于,所述步骤(2)中的超声波处理时,超声波的功率为200-500W,超声波处理和机械搅拌的时间为

1-3h。

9.如权利要求1所述的一种利用层状模板碳化制备石墨烯的方法,其特征在于,所述步骤(3)中高温煅烧的条件为500-1200℃的温度下焙烧1-5小时。

10.如权利要求1所述的一种利用层状模板碳化制备石墨烯的方法,其特征在于,所述步骤(4)中所述的盐酸溶液的质量浓度为20-37%;所述磷酸盐/石墨烯复合物与盐酸溶液的质量体积比为1g:(5-10)mL。