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专利号: 2018102453733
申请人: 武汉工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种石墨烯复合氮、氧共掺杂生物质碳材料的制备方法,采用溶液共混法和煅烧法制得石墨烯与生物质基碳材料的复合材料,具体包括如下步骤:

1)将生物质材料分散在预冷的氢氧化钠/尿素/水溶液中,依次进行搅拌、离心脱泡,得透明溶液I;

2)将透明溶液I分散在氧化石墨烯溶液中,然后加入有机胺,常温下进行磁力搅拌,然后进行离心分离,得到沉淀物;

3)将步骤2)所得沉淀物进行水洗、冷冻干燥,得固体块状物;

4)将步骤3)所得固体块状物在惰性气氛中进行煅烧,然后自然冷却,即得石墨烯复合氮、氧共掺杂生物质碳材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述生物质为棉花、蚕丝或甲壳素。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述预冷温度为-10~-15℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氢氧化钠/尿素/水溶液中氢氧化钠、尿素和水的质量比为1:(1~3):(8~12)。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述氧化石墨烯与生物质材料的质量比为1:(25~100)。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述氧化石墨烯溶液的浓度为4~5mg/mL。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述有机胺为乙二胺、丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、己二胺中的一种或多种的混合物。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述氧化石墨烯与有机胺的质量比为1:(0.5~5)。

9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述煅烧工艺为:首先升温至300~

400℃,保温0.5~3h,再升温至600~1000℃,保温2~4h。

10.权利要求1~9任一项所述制备方法制得的石墨烯复合氮、氧共掺杂生物质碳材料,其特征在于,它呈片状结构,具备褶皱和规则的晶格条纹,其中氮元素的含量为2.0~

5.0at.%,氧元素的含量为3.0~7.0at.%。