[发明专利]一种以矿石为模板的石墨烯泡沫及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种以矿石为模板制作石墨烯泡沫的方法，其特征在于，采用化学气相沉积法在煅烧后的矿石模板上催化裂解碳前驱体，形成连续的三维石墨烯宏观体，后续刻蚀掉模板，得到三维石墨烯泡沫；

所述矿石为方解石、白云石、菱镁矿、孔雀石、菱铁矿、菱锌矿、白铅矿、蓝铜矿中的一种；

所得矿石模板是在载气氛围中高温煅烧的，孔隙率为90-99.6％的矿石模板；所述载气为氢气、惰性气体或者他们之间的混合气；

所述模板在冰浴中刻蚀。

2.根据权利要求1所述的以矿石为模板制作石墨烯泡沫的方法，其特征在于，所述碳前驱体为碳氢化合物。

3.根据权利要求2所述的以矿石为模板制作石墨烯泡沫的方法，其特征在于，所述碳前驱体选自甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、苯、甲苯、苯酚、正己烷、环己烷、乙醇、甲醇、丙酮中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的以矿石为模板制作石墨烯泡沫的方法，其特征在于，所述化学气相沉积法的具体工艺条件为：裂解温度为300-1200℃，通气时间为5分钟-3小时。

5.根据权利要求1所述的以矿石为模板制作石墨烯泡沫的方法，其特征在于，所述刻蚀采用的刻蚀液选自硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、乙醇的水溶液中的一种或多种，浓度不高于6mol/L。

6.根据权利要求1所述的以矿石为模板制作石墨烯泡沫的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在载气氛围中高温煅烧矿石，得到三维矿石模板；

(2)引入碳前驱体，在煅烧后的三维矿石模板上采用化学气相沉积法催化裂解碳前驱体，生成石墨烯的三维网络；

(3)通过刻蚀去除煅烧后的三维矿石模板，得到石墨烯泡沫。

7.权利要求1-6任一方法制得的石墨烯泡沫。

8.根据权利要求7所述的石墨烯泡沫，其特征在于，其比表面积为170-800m²/g，密度为3-30mg/cm³，平均孔尺寸为1-50nm；其孔径分布具有<2nm微孔，2-50nm介孔及>50nm大孔的多层级结构。

9.权利要求7或8所述的石墨烯泡沫在超级电容器电极材料、电池电极材料、热相变转化材料、柔性电子、化学气体传感器、水净化材料、气体净化材料、热管理材料、增强复合材料领域中的应用。