[发明专利]基于蒸发冷凝法制备石墨烯掺杂金属粉末的方法及其粉末

权利要求书

1.一种基于蒸发冷凝法制备石墨烯掺杂金属粉末的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将金属原料加入高温蒸发器中，加热使其蒸发；

b、通过载气将碳氧化合物气体和步骤a中得到的原料蒸汽送入粒子成形控制器；

c、使碳氧化合物气体中的碳在金属粒子成核和生长的过程中于其表面反应沉积并形成片层状的石墨烯；

d、将步骤c中得到的原料导入冷却器中冷却，并使片层状的石墨烯从已成形的金属粒子表面分离；

e、收集即得石墨烯掺杂的超细金属粉末。

2.根据权利要求1所述的基于蒸发冷凝法制备石墨烯掺杂金属粉末的方法，其特征在于：步骤b中所述的碳氧化合物气体在粒子成形控制器的入口处输入。

3.根据权利要求2所述的基于蒸发冷凝法制备石墨烯掺杂金属粉末的方法，其特征在于：所述碳氧化合物气体为CO与CO₂的混合气体；所述混合气体中CO与CO₂的气体流量比为1～300：1；所述混合气体的气体流量为1～20L/h。

4.根据权利要求1所述的基于蒸发冷凝法制备石墨烯掺杂金属粉末的方法，其特征在于：步骤b中所述的碳氧化合物气体由预先设置于高温蒸发器内部高温区的碳源材料与氧源材料反应生成；所述碳氧化合物气体为CO、或CO与CO₂的混合气体；所述碳源材料为碳素材料中的一种；所述氧源材料为O₂、CO₂、氧化物陶瓷材料中的一种。

5.根据权利要求4所述的基于蒸发冷凝法制备石墨烯掺杂金属粉末的方法，其特征在于：当所述氧源材料包含O₂或CO₂时，所述氧源材料在所述高温蒸发器中的浓度为4～400ppm，并随载气以相同的浓度持续通入。

6.根据权利要求1所述的基于蒸发冷凝法制备石墨烯掺杂金属粉末的方法，其特征在于：所述金属原料包含对应元素的金属氧化物；步骤b中所述的碳氧化合物气体由预先设置于高温蒸发器内部高温区的碳源材料与金属原料反应生成；所述碳氧化合物气体为CO、或CO与CO₂的混合气体；所述碳源材料为碳素材料中的一种。

7.根据权利要求1所述的基于蒸发冷凝法制备石墨烯掺杂金属粉末的方法，其特征在于：步骤a中，所述金属原料为过渡金属元素中的一种；步骤a中，所述高温蒸发器的内部压力为20～200kPa；步骤b中，所述载气为惰性气体中的一种；步骤b中，所述载气的流量为10～200m³/h；步骤c中，所述粒子成形控制器的进口温度为1200～3600℃；步骤c中，所述粒子成形控制器的出口温度为100～600℃。

8.根据权利要求1所述的基于蒸发冷凝法制备石墨烯掺杂金属粉末的方法，其特征在于：还包括步骤f：将收集得到的石墨烯掺杂的超细金属粉末通过分级或筛选，分别得到片层状的石墨烯和超细金属粉末。

9.一种石墨烯掺杂金属粉末，其特征在于：所述石墨烯掺杂金属粉末通过权利要求1-8中任一项所述方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的一种石墨烯掺杂金属粉末，其特征在于：所述石墨烯掺杂金属粉末的碳含量为0.01～0.15wt％；所述的金属粉末的粒径为10～3000nm。