本发明属于石墨烯材料技术领域，具体涉及一种介孔石墨烯材料的制备方法。
背景技术：
介孔有序石墨烯材料由于具有高度的石墨化程度，极高的结构有序度，因此具有极为优异的导电性能，非常有利于电子及离子的传输，使其在储能领域如锂电池及太阳能电池等新能源材料领域具有非常广阔的应用前景。不仅如此，由于介孔有序石墨烯材料具有巨大的比表面积及孔体积，使得其具有非常强的吸附能力，因此在吸附剂领域同样具有非常重要的地位，并且也使得其在催化剂、储氢材料、药物载体等方面具有非常重要的应用前景。另外，有序介孔石墨烯材料还具有耐高温、耐酸碱、强度高、传热性高等优点。
有序介孔石墨烯材料由于其结构的特异性及制备方法的限制，目前并不容易直接制备得到，一般通过制备有序介孔碳再进一步石墨化得到。当前的主要制备方法有：(1)介孔碳高温石墨化法。即先使用硬模板法(介孔硅作模板)或软模板法(嵌段共聚物诱导挥发自组装)制备得到有序介孔碳材料。然后将介孔碳材料在大于2500℃的高温下进行煅烧，以得到高石墨化程度的材料。这种方法需要在很高的温度下进行，并且由于煅烧温度过高，有序介孔碳的骨架很容易发生大范围塌陷，结构有序度也被破坏，导致最终得到的介孔石墨烯材料比表面积下降很大，失去了其制备及应用的价值；(2)过渡金属催化石墨化法。这种方法在制备得到有序介孔碳以后，将过渡金属与介孔碳材料进行混合，然后煅烧。与前一种方法相比，这种方法可以在较低温度下就得到高度石墨化的碳材料。但是，由于过渡金属与介孔碳不可能完全均匀的混合，因此制备得到的介孔石墨烯材料不同位置的石墨化程度非常不均匀，不利于其实际应用。
因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。
技术实现要素：
针对现有技术中的问题，本发明提供
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种介孔石墨烯材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将氧化石墨烯加入至去离子水中，然后加入聚马来酸，超声搅拌均匀至完全分散，得到氧化石墨烯分散液；
步骤2，将氯化钠加入至氧化石墨烯分散液中搅拌至完全溶解，然后微波反应1-3h，得到第二分散液；
步骤3，将第二分散液加入减压蒸馏反应釜反应3-5h，冷却后得到粘稠液；
步骤4，将粘稠液加入至模具中加热反应1-2h，得到恒温固化模具；
步骤5，将恒温固化模具放入无水甲醇中密封电解反应3-6h，加入去离子水密封回流电解反应1-2h，得到介孔氧化石墨烯材料；
步骤6，将介孔氧化石墨烯材料还原反应2-4h，得到介孔石墨烯材料。
所述步骤1中的氧化石墨烯在去离子水中的质量浓度为30-50g/L，所述聚马来酸的加入量是氧化石墨烯的40-60％。
所述步骤1中的超声搅拌的超声频率为10-15kHz，温度为40-60℃。
所述步骤2中的氯化钠的加入量是氧化石墨烯质量的60-80％，所述搅拌的搅拌速度为1000-1500r/min。
所述步骤2中的微波反应的功率为500-800W，所述微波反应的温度为60-70℃。
所述步骤3中的减压蒸馏反应釜的反应温度为100-120℃，压力为大气压的50-70％，所述粘稠液的体积是第二分散液体积的10-15％。
所述步骤4中的加热反应的温度为110-150℃，所述恒温固化模具的恒温温度为70-90℃。
所述步骤5中的无水甲醇的加入量是氧化石墨烯质量的70-80％，所述密封电解反应的电解电压为10-15V，电流为0.2-0.8A，所述密封电解反应的温度为40-50℃，压力为0.2-0.4MPa。
所述步骤5中的去离子水的加入量是无水甲醇质量的30-40％，所述密封回流电解反应的反应温度为70-90℃，压力为0.3-0.5MPa，电解电压为20-25V，电流为1.1-1.5A。
所述步骤6中的还原反应采用氢气还原法，所述氢气还原法的反应温度为350-400℃。
步骤1将氧化石墨烯加入至去离子水中，然后加入聚马来酸形成良好的分散体系，得到氧化石墨烯分散液；氧化石墨烯加入去离子水中形成悬浊液，此时的氧化石墨烯形成颗粒性团聚；聚马来酸的加入能够形成良好的分散性，并且超声搅拌过程中，超声的离合能将团聚的氧化石墨烯分散，并且促使聚马来酸分子吸附在氧化石墨烯表面，在水中形成分散体系。
步骤2将氯化钠溶解在分散液中，并且通过机械搅拌的方式溶解，形成氧化石墨烯的氯化钠溶液；采用微波反应的方式将聚马来酸和氧化石墨烯的连接键打开，将氯化钠嵌入，形成聚马来酸镶嵌结构，得到分散体系的混合液。
步骤3将第二分散液通过减压蒸馏的方式将去离子水去除，形成粘稠体系，同时聚马来酸的热固性结构将氧化石墨烯和氯化钠固化，形成框架性结构，并且降温后重新形成粘稠的液态。
步骤4将粘稠液加入模具中，且在加热条件下将聚马来酸形成固化结构，保证整体固化，将氧化石墨烯和氯化钠固化在模具中，去除蒸馏水形成稳定的固化结构，得到恒温固化模具。
步骤5将恒温固化模具放入无水甲醇中电解反应，利用甲醇的导电性形成稳定的液态导电体系，将聚马来酸初步降解，且将氯化钠裸露出现，形成初步介孔结构；加入去离子水能够将氯化钠溶解，形成稳定的氯化钠电解液；并且在密封回流电解反应条件下，在保持聚马来酸固化形成稳定框架结构的同时，氯化钠电解液起到良好的降解体系，将聚马来酸降解；密封回流体系能够将甲醇气体降温形成液态，形成甲醇/氯化钠降解体系，大大提升了整体的降解效果，形成介孔氧化石墨烯。
步骤6将介孔氧化石墨烯还原形成介孔石墨烯材料。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了介孔石墨烯石墨化程度不均匀的问题，制备的介孔石墨烯材料孔隙均匀，比表面大。
2.本发明提供的制备方法，不仅解决了现有技术制备方法需要温度控制的问题，同时也解决了其他杂质的影响。
3.本发明采用模具-溶解去除法，不仅能够制备各种规格的介孔结构，而且能够重复利用氯化钠，大大降低了成本，同时整个制备方法节能环保，符合国家节能减排的要求。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种介孔石墨烯材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将氧化石墨烯加入至去离子水中，然后加入聚马来酸，超声搅拌均匀至完全分散，得到氧化石墨烯分散液；
步骤2，将氯化钠加入至氧化石墨烯分散液中搅拌至完全溶解，然后微波反应1h，得到第二分散液；
步骤3，将第二分散液加入减压蒸馏反应釜反应3h，冷却后得到粘稠液；
步骤4，将粘稠液加入至模具中加热反应1h，得到恒温固化模具；
步骤5，将恒温固化模具放入无水甲醇中密封电解反应3h，加入去离子水密封回流电解反应1h，得到介孔氧化石墨烯材料；
步骤6，将介孔氧化石墨烯材料还原反应2h，得到介孔石墨烯材料。
所述步骤1中的氧化石墨烯在去离子水中的质量浓度为30g/L，所述聚马来酸的加入量是氧化石墨烯的40％。
所述步骤1中的超声搅拌的超声频率为10kHz，温度为40℃。
所述步骤2中的氯化钠的加入量是氧化石墨烯质量的60％，所述搅拌的搅拌速度为1000r/min。
所述步骤2中的微波反应的功率为500W，所述微波反应的温度为60℃。
所述步骤3中的减压蒸馏反应釜的反应温度为100℃，压力为大气压的50％，所述粘稠液的体积是第二分散液体积的10％。
所述步骤4中的加热反应的温度为110℃，所述恒温固化模具的恒温温度为70℃。
所述步骤5中的无水甲醇的加入量是氧化石墨烯质量的70％，所述密封电解反应的电解电压为10V，电流为0.2A，所述密封电解反应的温度为40℃，压力为0.2MPa。
所述步骤5中的去离子水的加入量是无水甲醇质量的30％，所述密封回流电解反应的反应温度为70℃，压力为0.3MPa，电解电压为20V，电流为1.1A。
所述步骤6中的还原反应采用氢气还原法，所述氢气还原法的反应温度为350℃。
实施例2
一种介孔石墨烯材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将氧化石墨烯加入至去离子水中，然后加入聚马来酸，超声搅拌均匀至完全分散，得到氧化石墨烯分散液；
步骤2，将氯化钠加入至氧化石墨烯分散液中搅拌至完全溶解，然后微波反应3h，得到第二分散液；
步骤3，将第二分散液加入减压蒸馏反应釜反应5h，冷却后得到粘稠液；
步骤4，将粘稠液加入至模具中加热反应2h，得到恒温固化模具；
步骤5，将恒温固化模具放入无水甲醇中密封电解反应6h，加入去离子水密封回流电解反应2h，得到介孔氧化石墨烯材料；
步骤6，将介孔氧化石墨烯材料还原反应4h，得到介孔石墨烯材料。
所述步骤1中的氧化石墨烯在去离子水中的质量浓度为50g/L，所述聚马来酸的加入量是氧化石墨烯的60％。
所述步骤1中的超声搅拌的超声频率为15kHz，温度为60℃。
所述步骤2中的氯化钠的加入量是氧化石墨烯质量的80％，所述搅拌的搅拌速度为1500r/min。
所述步骤2中的微波反应的功率为800W，所述微波反应的温度为70℃。
所述步骤3中的减压蒸馏反应釜的反应温度为120℃，压力为大气压的70％，所述粘稠液的体积是第二分散液体积的15％。
所述步骤4中的加热反应的温度为150℃，所述恒温固化模具的恒温温度为90℃。
所述步骤5中的无水甲醇的加入量是氧化石墨烯质量的80％，所述密封电解反应的电解电压为15V，电流为0.8A，所述密封电解反应的温度为50℃，压力为0.4MPa。
所述步骤5中的去离子水的加入量是无水甲醇质量的40％，所述密封回流电解反应的反应温度为90℃，压力为0.5MPa，电解电压为25V，电流为1.1-1.5A。
所述步骤6中的还原反应采用氢气还原法，所述氢气还原法的反应温度为400℃。
实施例3
一种介孔石墨烯材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将氧化石墨烯加入至去离子水中，然后加入聚马来酸，超声搅拌均匀至完全分散，得到氧化石墨烯分散液；
步骤2，将氯化钠加入至氧化石墨烯分散液中搅拌至完全溶解，然后微波反应2h，得到第二分散液；
步骤3，将第二分散液加入减压蒸馏反应釜反应4h，冷却后得到粘稠液；
步骤4，将粘稠液加入至模具中加热反应2h，得到恒温固化模具；
步骤5，将恒温固化模具放入无水甲醇中密封电解反应5h，加入去离子水密封回流电解反应2h，得到介孔氧化石墨烯材料；
步骤6，将介孔氧化石墨烯材料还原反应3h，得到介孔石墨烯材料。
所述步骤1中的氧化石墨烯在去离子水中的质量浓度为40g/L，所述聚马来酸的加入量是氧化石墨烯的50％。
所述步骤1中的超声搅拌的超声频率为13kHz，温度为50℃。
所述步骤2中的氯化钠的加入量是氧化石墨烯质量的70％，所述搅拌的搅拌速度为1300r/min。
所述步骤2中的微波反应的功率为600W，所述微波反应的温度为65℃。
所述步骤3中的减压蒸馏反应釜的反应温度为110℃，压力为大气压的60％，所述粘稠液的体积是第二分散液体积的13％。
所述步骤4中的加热反应的温度为130℃，所述恒温固化模具的恒温温度为80℃。
所述步骤5中的无水甲醇的加入量是氧化石墨烯质量的75％，所述密封电解反应的电解电压为13V，电流为0.6A，所述密封电解反应的温度为45℃，压力为0.3MPa。
所述步骤5中的去离子水的加入量是无水甲醇质量的35％，所述密封回流电解反应的反应温度为80℃，压力为0.4MPa，电解电压为23V，电流为1.3A。
所述步骤6中的还原反应采用氢气还原法，所述氢气还原法的反应温度为380℃。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明解决了介孔石墨烯石墨化程度不均匀的问题，制备的介孔石墨烯材料孔隙均匀，比表面大。
2.本发明提供的制备方法，不仅解决了现有技术制备方法需要温度控制的问题，同时也解决了其他杂质的影响。
3.本发明采用模具-溶解去除法，不仅能够制备各种规格的介孔结构，而且能够重复利用氯化钠，大大降低了成本，同时整个制备方法节能环保，符合国家节能减排的要求。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。