[发明专利]纤维素为原料制备生物质石墨烯的方法

权利要求书

1.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。

2.根据权利要求1所述的纤维素为原料制备生物质石墨烯的方法，其特征在于，所述的纤维素为从玉米芯、玉米秸秆、高粱秸秆、大豆秸秆、蒲草、椰壳、棕榈壳中提取的一种或几种纤维素。

3.根据权利要求1或2所述的纤维素为原料制备生物质石墨烯的方法，其特征在于，所述步骤一中催化剂为FeCl₂、FeCl₃、K₃[Fe(CN)₆]或K₄[Fe(CN)₆]中的一种或者几种混合。

4.根据权利要求1所述的纤维素为原料制备生物质石墨烯的方法，其特征在于，所述步骤一中的：所述搅拌时间为13-25min；所述的催化剂溶液中溶质与溶剂的比为3：100～25：100。

5.根据权利要求4所述的纤维素为原料制备生物质石墨烯的方法，其特征在于，所述步骤一中的：所述搅拌时间为15-20min；所述的催化剂溶液中溶质与溶剂的比为4：100～15：100。

6.根据权利要求1所述的纤维素为原料制备生物质石墨烯的方法，其特征在于，所述步骤三中预碳化处理条件为：以12～16℃/min升温速率加热至330～420℃，将所述步骤二得到的所述前驱体预碳化2～4h；所述二次炭化处理条件为：再以6～10℃/min升温速率加热至1050～1450℃热处理预碳化生成物5～8h。

7.根据权利要求1或6中任一项所述的纤维素为原料制备生物质石墨烯的方法，其特征在于，所述步骤四中的酸处理中使用的酸为硫酸、高氯酸或硝酸中的一种或几种；所述烘干的温度为90-105℃。