[发明专利]一种超高比表面积硫氮共掺杂多孔石墨烯的制备方法及产品

权利要求书

1.一种超高比表面积硫氮共掺杂多孔石墨烯的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1)将含有角蛋白的生物质材料洗净晾干，置于管式炉惰性气氛中碳化获得所需样品，该生物质材料同时作为固体碳源、氮源和硫源，其中，碳化的具体工艺被设定为温度200～300℃，保温时间1～5h，升温速率1～2℃·min^-1；

2)将步骤1)中制得的样品置于真空手套箱碱性溶液中进行减压吸附，然后进行烘干，获得所需样品；

3)将步骤2)中烘干的样品至于惰性气氛的管式炉中，初步升温至200～350℃，并保温0.5～3h，然后再升温至600～900℃，保温0.5～2h，以进行活化处理，然后自然冷却；

4)将步骤3)所得的样品磨碎后酸洗，抽滤，并加水洗至中性；

5)将步骤4)所得的样品置于真空干燥箱中干燥，得到超高比表面积硫氮共掺杂的多孔石墨烯。

2.根据权利要求1所述的超高比表面积硫氮共掺杂多孔石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中采用的惰性气氛为氩气或氮气。

3.根据权利要求2所述的超高比表面积硫氮共掺杂多孔石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中所用的碱性溶液为0.5～1.0mol·L^-1的KOH或NaOH溶液。

4.根据权利要求3所述的超高比表面积硫氮共掺杂多孔石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中真空手套箱所保持的气压为0～50Pa，减压吸附时间为1～6h。

5.根据权利要求4所述的超高比表面积硫氮共掺杂多孔石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中烘干的温度为80℃～100℃，烘干的时间为10h～12h。

6.根据权利要求5所述的超高比表面积硫氮共掺杂多孔石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中惰性气氛为氩气或氮气，步骤3)中全程的升温速率为3～7℃·min^-1。

7.根据权利要求6所述的超高比表面积硫氮共掺杂多孔石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中酸洗为浸渍于60～90℃的酸溶液中酸洗4～10h，酸溶液具体为0.2～0.6mol·L^-1的H₂SO₄、HCl或HNO₃。

8.根据权利要求7所述的超高比表面积硫氮共掺杂多孔石墨烯的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中真空干燥在5Pa～50Pa条件下进行，干燥温度为60℃～90℃，干燥时间为10h～12h。

9.根据权利要求8所述的超高比表面积硫氮共掺杂多孔石墨烯的制备方法，其特征在于，所述含有角蛋白的生物质材料为动物毛发、蹄甲或角。

10.根据权利要求9所述的超高比表面积硫氮共掺杂多孔石墨烯的制备方法，其特征在于，所述含有角蛋白的生物质材料为猪毛、牛毛、羊毛、鸡毛、鸭毛、鹅毛、猪蹄甲、牛蹄甲、羊蹄甲、牛角或羊角。

11.一种由权利要求1-10任一项所述的方法制备的超高比表面积硫氮共掺杂多孔石墨烯，其特征在于，该硫氮共掺杂多孔石墨烯呈多孔泡沫状结构，其比表面积大于1500m²/g，氮元素含量达到5.0at.％以上，硫元素含量达到1.0at.％以上。