[发明专利]一种负载氧化石墨烯的沥青基活性炭复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种负载氧化石墨烯的沥青基活性炭复合材料的制备方法，包括：将沥青颗粒经过剪切或研磨作用并加入乳化剂，均匀的分散到水中制备成乳化沥青；将KOH溶于蒸馏水中，加入氧化石墨烯、分散剂，制得含有活化剂的氧化石墨烯稳定分散液；将乳化沥青和氧化石墨烯稳定分散液混合后加入偶联剂，加热、蒸发制得KOH/GO/乳化沥青混合物；将KOH/GO/乳化沥青混合物进行碳化处理；将碳化得到的负载氧化石墨烯的沥青基活性炭进行洗涤、干燥。本方法实现孔径可控、导热可调的活性炭‑氧化石墨烯复合材料，从而突破活性炭导热系数低，解吸再生难度大、低效、能耗高、寿命短的吸附/解吸工艺的技术瓶颈。

技术领域

本发明涉及一种负载氧化石墨烯的沥青基活性炭复合材料的制备方法，属于复合材料制备技术领域。

背景技术

沥青作为原油特别是重质原油炼制过程中产生的大量的副产品，因含炭高，挥发分含量低，有望替代煤成为活性炭的一种理想原料。从沥青出发制备活性炭材料，即可以满足制备高性能活性炭的需要，又可以解决重质原油的高附加值利用，将成为炭科学领域的研究热点之一。

以乳化沥青为碳源，KOH为活化剂，制备的活性炭材料具有比表面积高，孔隙多且分布均匀的特点。

氧化石墨烯是石墨烯的氧化产物，其颜色为棕黄色，是一种纳米颗粒，在常态下以一种团聚疏松微米粉末形态存在，其表面具有大量的环氧基、羟基和羧基，具有较强的吸附性，同时有良好的导热性。

专利CN108311101 A涉及到了一种石墨烯-活性炭复合材料的制备方法。该工艺将活性炭浸渍于石墨烯-双氧水混合溶液中，得到活化活性炭；将所述活化活性炭浸渍于含有氨和氢氧化铜的浸渍药剂中，烘干，得到石墨烯-活性炭复合材料。但该方法石墨烯不易分散，不易于负载在活性炭中。

专利CN 109192524 A涉及的是一种活性炭-石墨烯复合多孔材料制备方法，生焦和氧化石墨烯的复合物与KOH按照一定比例进行混合，再经活化后制备活性炭与石墨烯复合多孔碳材料。但该方法活性炭比表面积低，孔径分布不均匀。

专利CN 106115694 A涉及的方法是将氧化石墨烯粉体材料和沥青共同经过高温焦化还原和活化的过程，制备超级电容器用活性炭。但该方法在沥青熔融状态下存在粘度高，不利于搅拌，不易于氧化石墨烯很好的负载在活性炭上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种负载氧化石墨烯的沥青基活性炭复合材料的制备方法，突破了活性炭导热系数低，解吸再生难度大、低效、能耗高、寿命短的吸附/解吸工艺的技术瓶颈。

为解决上述技术问题，本发明提供一种负载氧化石墨烯的沥青基活性炭复合材料的制备方法，包括：

将沥青颗粒经过剪切或研磨作用并加入乳化剂，均匀的分散到水中制备成乳化沥青；

将KOH溶于蒸馏水中，加入氧化石墨烯、分散剂，制得含有活化剂的氧化石墨烯稳定分散液；

将乳化沥青和氧化石墨烯稳定分散液混合后加入偶联剂，加热、蒸发制得KOH/GO/乳化沥青混合物；

将KOH/GO/乳化沥青混合物进行碳化处理；

将碳化得到的负载氧化石墨烯的沥青基活性炭进行洗涤、干燥。

进一步地，所述沥青颗粒与乳化剂的质量比为31.25：1，所述沥青颗粒、乳化剂在55-60℃下制备稳定分散的乳化沥青。

进一步地，所述KOH、氧化石墨烯、分散剂的质量比为6000：(1～20)：1

进一步地，所述乳化沥青、氧化石墨烯稳定分散液、偶联剂的质量比为10：48.33：1。

进一步地，所述乳化剂为AEO-9、OP-10中的一种。