1.本发明涉及石墨烯生产
技术领域：
：，尤其涉及一种生物质石墨烯的制备方法。
背景技术：
：：2.在食品工业中，水解植物蛋白(hydrolyzedvegetableprotein,hvp)是以大豆、玉米或小麦蛋白质为原料的水解产物，hvp含有丰富的氨基酸和肽类化合物，具有增鲜和增香效果，因而在调味品行业中被广泛应用。目前，hvp的原料以大豆粕和玉米粕为主，二者的成分主要包括蛋白质和纤维组分，其经过水解后产物中除含有蛋白水解液外，还有hvp残渣副产物的生成，其成分主要是纤维和未水解彻底的植物蛋白。目前各生产厂家的hvp残渣主要作为废弃物被处理，资源未被完全利用。3.近年来，随着人们对石墨烯的深入认识，其具有良好的力学强度、高比表面积、高热传导性及高导电性等优点，其在传感器、电热膜、催化剂、锂电池等领域得到了广泛的应用。目前石墨烯的制备方法主要以自上而下的方法为主，如球磨法、微射流、化学法和超声剥离法等，从石墨中制备得到石墨烯，原料相对单一。4.考虑到水解植物蛋白(hvp)残渣含有大量纤维组分和植物纤维特殊的微观结构，如将hvp残渣高温碳化和超声机械剥离，为hvp残渣在生物质石墨烯的应用提供了可行性。目前，水解植物蛋白(hvp)残渣制备生物质石墨烯的方法和应用还未见有报道。5.因此，本领域的技术人员致力于开发一种利用水解植物蛋白(hvp)残渣制备生物质石墨烯的方法。技术实现要素：6.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何将水解植物蛋白(hvp)残渣利用起来并制备成生物质石墨烯。7.为实现上述目的，本发明提供了一种生物质石墨烯的制备方法，包括如下步骤：8.步骤1、将hvp残渣干燥和粉碎后过筛获得到微米级hvp残渣粉体；9.步骤2、将所述微米级hvp残渣粉体与催化剂混合后置于回转窑炉内，n2气氛保护条件下，通过程序升温，在350‑1300℃条件下反应6‑10h，然后降至室温，得到石墨化粉体；10.步骤3、将所述石墨化粉体和去离子水混合搅拌后离心分离，进行纯化，得到纯化石墨物料；11.步骤4、将所述纯化石墨物料配置成水性浆料后超声处理，得到石墨烯分散液；12.步骤5、将所述石墨烯分散液经干燥后得到所述生物质石墨烯。13.进一步地，步骤1所述hvp残渣为大豆粕hvp残渣和玉米粕hvp残渣中的一种或两种的组合物。14.进一步地，步骤1所述筛为120目。15.进一步地，步骤2所述催化剂为氯化铁/柠檬酸或次氯酸钠/柠檬酸组合中的一种，所述催化剂为所述hvp残渣重量的1‑2％。16.进一步地，步骤2所述程序升温为升温速率为5℃/min，350‑400℃反应2‑3h，650‑700℃反应2‑4h，1200‑1300℃反应2‑3h。17.进一步地，步骤3所述石墨化粉体和去离子水的重量比为1:12，所述纯化重复三次。18.进一步地，步骤4所述超声处理的频率为20‑25khz。19.进一步地，步骤4所述水性浆料固含量为2‑3％。20.进一步地，步骤5所述干燥的方法为热喷雾干燥、冷冻干燥和微波干燥中的一种。21.进一步地，所述氯化铁与所述柠檬酸的重量比为3:1，所述次氯酸钠与所述柠檬酸的重量比为4:1。22.本发明的技术效果如下：23.1、本发明采用高温碳化结合超声机械剥离技术成功地从hvp残渣中制备出生物质石墨烯，拓展了一条新的石墨烯制备原料来源；24.2、本发明制备的生物质石墨烯，其原料来源主要为水解植物蛋白调味液生产厂家的副产物hvp残渣，解决了hvp残渣后续处理麻烦的问题，实现了废弃物再利用的环保需求；25.3、本发明制备工艺简单安全，成本低廉，易于工业化生产，且具有良好的应用前景；26.4、本发明扩展了大豆粕和玉米粕的应用范围，进一步提升了其综合利用价值；27.以下将对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。具体实施方式28.以下参考说明书介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。29.实施例130.一种利用大豆粕hvp(水解植物蛋白)残渣制备生物质石墨烯的制备方法，包括以下步骤：31.(1)hvp残渣的干燥和微粉化处理：称取5kg大豆粕hvp残渣冷冻干燥，然后将干燥的粉体粉碎过120目筛；32.(2)粉体的石墨化处理：称取所述120目hvp残渣粉体2kg与催化剂20g(15g氯化铁和5g柠檬酸)混合后置于回转窑炉内，n2气氛保护条件下，程序升温，350‑400℃反应2h，650‑700℃反应2h，1200‑1300℃反应3h。反应结束物料降至室温；33.(3)石墨化粉体的纯化：将石墨化粉体和去离子水按重量比1:12混合搅拌，料水经离心分离，上述步骤(料水搅拌和料水分离)重复三次，得到纯化石墨物料；34.(4)石墨烯分散液的制备：将纯化石墨物料配制成固含量为2％水性浆料，经超声处理(频率20khz)，得到石墨烯分散液；35.(5)生物质石墨烯粉体的制备：所述生物质石墨烯悬浮液经冷冻干燥后得到了粉体石墨烯。36.实施例237.一种利用大豆粕hvp(水解植物蛋白)残渣制备生物质石墨烯的制备方法，包括以下步骤：38.(1)hvp残渣的干燥和微粉化处理：称取5kg大豆粕hvp残渣微波干燥，然后将干燥的粉体粉碎过120目筛；39.(2)粉体的石墨化处理：称取所述120目hvp残渣粉体2kg与催化剂40g(32g次氯酸钠和8g柠檬酸)混合后置于回转窑炉内，n2气氛保护条件下，程序升温，350‑400℃反应3h，650‑700℃反应4h，1200‑1300℃反应2h。反应结束物料降至室温；40.(3)石墨化粉体的纯化：将石墨化粉体和去离子水按重量比1:12混合搅拌，料水经离心分离，上述步骤(料水搅拌和料水分离)重复三次，得到纯化石墨物料；41.(4)石墨烯分散液的制备：将纯化石墨物料配制成固含量为3％水性浆料，经超声处理(频率25khz)，得到石墨烯分散液；42.(5)生物质石墨烯粉体的制备：所述生物质石墨烯悬浮液经微波干燥后得到了粉体石墨烯。43.实施例344.一种利用玉米粕hvp(水解植物蛋白)残渣制备生物质石墨烯的制备方法，包括以下步骤：45.(1)hvp残渣的干燥和微粉化处理：称取5kg玉米粕hvp残渣冷冻干燥，然后将干燥的粉体粉碎过120目筛；46.(2)粉体的石墨化处理：称取所述120目hvp残渣粉体2kg与催化剂20g(15g氯化铁和5g柠檬酸)混合后置于回转窑炉内，n2气氛保护条件下，程序升温，350‑400℃反应2h，650‑700℃反应2h，1200‑1300℃反应3h。反应结束物料降至室温；47.(3)石墨化粉体的纯化：将石墨化粉体和去离子水按重量比1:12混合搅拌，料水经离心分离，上述步骤(料水搅拌和料水分离)重复三次，得到纯化石墨物料；48.(4)石墨烯分散液的制备：将纯化石墨物料配制成固含量为2％水性浆料，经超声处理(频率20khz)，得到石墨烯分散液；49.(5)生物质石墨烯粉体的制备：所述生物质石墨烯悬浮液经微波干燥后得到了粉体石墨烯。50.实施例451.本发明提供一种利用玉米粕hvp(水解植物蛋白)残渣制备生物质石墨烯的制备方法，包括以下步骤：52.(1)hvp残渣的干燥和微粉化处理：称取5kg玉米粕hvp残渣冷冻干燥，然后将干燥的粉体粉碎过120目筛；53.(2)粉体的石墨化处理：称取所述120目hvp残渣粉体2kg与催化剂30g(24g次氯酸钠和6g柠檬酸)混合后置于回转窑炉内，n2气氛保护条件下，程序升温，350‑400℃反应2h，650‑700℃反应4h，1200‑1300℃反应3h。反应结束物料降至室温；54.(3)石墨化粉体的纯化：将石墨化粉体和去离子水按重量比1:12混合搅拌，料水经离心分离，上述步骤(料水搅拌和料水分离)重复三次，得到纯化石墨物料；55.(4)石墨烯分散液的制备：将纯化石墨物料配制成固含量为3％水性浆料，经超声处理(频率25khz)，得到石墨烯分散液；56.(5)生物质石墨烯粉体的制备：所述生物质石墨烯悬浮液经热喷雾干燥后得到了粉体石墨烯。57.实施例558.一种利用大豆粕和玉米粕混合hvp(水解植物蛋白)残渣制备生物质石墨烯的制备方法，包括以下步骤：59.(1)hvp残渣的干燥和微粉化处理：依次称取3kg大豆粕hvp残渣和2kg玉米粕hvp残渣混合后微波干燥，然后将干燥的粉体粉碎过120目筛；60.(2)粉体的石墨化处理：称取所述120目hvp残渣粉体2kg与催化剂40g(32g次氯酸钠和8g柠檬酸)混合后置于回转窑炉内，n2气氛保护条件下，程序升温，350‑400℃反应2h，650‑700℃反应2h，1200‑1300℃反应2h。反应结束物料降至室温；61.(3)石墨化粉体的纯化：将石墨化粉体和去离子水按重量比1:12混合搅拌，料水经离心分离，上述步骤(料水搅拌和料水分离)重复三次，得到纯化石墨物料；62.(4)石墨烯分散液的制备：将纯化石墨物料配制成固含量为2％水性浆料，经超声处理(频率25khz)，得到石墨烯分散液；63.(5)生物质石墨烯粉体的制备：所述生物质石墨烯悬浮液经冷冻干燥后得到了粉体石墨烯。64.实施例1‑5所获得生物质石墨烯为少层石墨烯，厚度为2～6nm。65.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本
技术领域：
：中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。当前第1页12当前第1页12