[发明专利]一种石墨烯活性炭复合材料的制备工艺

说明书

本发明公开了一种石墨烯活性炭复合材料的制备工艺，涉及净化材料领域。其技术要点是：包括以下步骤：步骤一，取石墨，采用改进Hummers法制备氧化石墨烯，制备过程中，石墨和浓硫酸的质量比为（10～30）：100，反应完全后得氧化石墨烯/浓硫酸分散液；步骤二，取10～40重量份的糖类粉体与5～20重量份的水以及10～20重量份的过氧化钠混合均匀，加入到步骤一中得到的氧化石墨烯/浓硫酸分散液中，不断搅拌，得到粘稠糊状物；步骤三，将步骤二得到的粘稠糊状物脱水，随后将产品于900～950℃煅烧4～10h；冷却后将产品洗涤至中性即可得到石墨烯/活性炭复合吸附剂，本发明具有产出的石墨烯/活性炭复合吸附剂具有极高的孔隙率、极高的比表面积的优点。

技术领域

本发明涉及净化材料领域，更具体地说，它涉及一种石墨烯活性炭复合材料的制备工艺。

背景技术

自从英国曼彻斯特大学的安德烈·K·海姆(AndreK.Geim)等在2004年制备出石墨烯材料以来，由于其独特的结构和光电性质，石墨烯材料受到了广泛的重视。单层石墨烯具有许多迷人的性能，例如：(1)高强度，杨氏模量，断裂强度；(2)高热导率；(3)高导电性、高载流子传输率；(4)高比表面积。

其中，超高的比表面积使得其在吸附材料领域受到广泛关注。通过组装方法制备的石墨烯气凝胶具有互通的孔道结构，比表面积大，是目前石墨烯吸附材料的研究热点。但是由于其力学性能差，结构难保持，因此其难以单独用作吸附材料。

而活性炭是目前最常用的吸附材料，其具有发达的微孔结构，巨大的比表面积和优良的吸附性能，并且耐酸碱性好。近年来许多研究者试图将活性炭和石墨烯复合。

如授权公告号为CN103723723B的中国发明专利中公开了一种石墨烯改性活性炭的制备方法，以传统木质或者秸秆活性炭为原料，匹配特定参数石墨烯，在去离子水溶液中高温活化，再经过过滤、烘干后得到石墨烯改性活性炭。此石墨烯改性活性炭的质量比电容达290F/g以上，体积比电容达185F/cm²，适用于制作的超级电容器。

又如授权公告号为CN104118874B的中国发明专利中公开了一种活性炭/石墨烯复合物及其制备方法。其原料按质量分数计将45～90％生物质、5～50％碳氮化合物和5～10％含过渡金属化合物混合均匀；混合的原料在300～500℃加热2～5h，得到灰色、结构蓬松的块状材料；将块状材料在600～900℃保护气体氛围中加热5～60min，得到活性炭/石墨烯复合物。此活性炭/石墨烯复合材料的比电容复合电极材料的要求，适用于电化学领域的应用。

现有技术中类似于上述的活性炭/石墨烯复合物，其存在如下缺陷：在将活性炭与石墨烯复合后能够达到的比表面积最高仅能达到2000m²/g，无法进一步提升其比表面积。

因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种石墨烯活性炭复合材料的制备工艺，其具有产出的石墨烯/活性炭复合吸附剂具有极高的孔隙率、极高的比表面积的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种石墨烯活性炭复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一，取10～30重量份的石墨，采用改进Hummers法制备氧化石墨烯，制备过程中，石墨和浓硫酸的质量比为(10～30)：100，反应完全后得氧化石墨烯/浓硫酸分散液；

步骤二，取10～40重量份的糖类粉体与5～20重量份的水以及10～20重量份的过氧化钠混合均匀，加入到步骤一中得到的氧化石墨烯/浓硫酸分散液中，不断搅拌，得到粘稠糊状物；