一种碳化石墨烯及其制备方法与流程

文档序号:15841227发布日期:2018-11-07 08:28阅读:1932来源:国知局

本发明属于石墨烯领域,具体涉及一种碳化石墨烯及其制备方法。



背景技术:

介孔材料由于具有较大的比表面积、大的孔容及其易控制的孔道结构,使得其在超级电容器方面有很大的应用,但是介孔材料的导电性能差,极大的限制了其应用;

因此,本发明的目的就是将介孔材料通过插层的方式引入到石墨烯层间,从而得到稳定的石墨烯碳粉复合材料。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种碳化石墨烯及其制备方法。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种碳化石墨烯,它是由下述重量份的原料组成的:

葡萄糖30-40、乙基纤维素2-4、引发剂1-1.3、对甲基苯磺酸0.01-0.02、三氯化磷5-7、氧化石墨烯160-200、丙烯酸钠60-70。

所述的引发剂为过氧化二异丙苯。

所述碳化石墨烯的制备方法,包括以下步骤:

(1)取引发剂,加入到其重量20-30倍的无水乙醇中,搅拌均匀,得引发剂溶液;

(2)取葡萄糖、乙基纤维素、丙烯酸钠混合,加入到混合料重量10-15倍的去离子水中,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为60-70℃,保温搅拌4-5小时,出料冷却,得纤维聚合物溶液;

(3)取对甲基苯磺酸、三氯化磷混合,加入到混合料重量25-30倍的去离子水中,搅拌均匀,与上述纤维聚合物溶液混合,在90-95℃下保温搅拌2-3小时,加入氧化石墨烯,降低温度为65-70℃,超声5-7小时,抽滤,将滤饼水洗,真空煅烧:真空度为8-10pa,升温速率为70-90℃/min,升温到1050-1200℃后保温焙烧10-12h,自然冷却,即得所述碳化石墨烯。

本发明的优点:

本发明以葡萄糖、乙基纤维素为碳源,与丙烯酸钠单体共混,在引发剂作用下聚合,得纤维聚合物溶液,之后通过三氯化磷与醇的酯化反应,得到磷酸酯改性的聚丙烯酸钠,然后引入氧化石墨烯,对石墨烯进行插层改性,插层过程中还引入了碳源,最后高温碳化,实现了碳粉在石墨烯层间的稳定分散,本发明的复合材料具有很好的力学稳定性,且功能性更高,还可以作为阻燃、吸附等材料,综合性能优越;本发明的复合材料特别适合用于超级电容器领域,其具有较大的比表面积、大的孔容及其易控制的孔道结构,且导电稳定性好,综合性能优越。

具体实施方式

实施例1

一种碳化石墨烯,它是由下述重量份的原料组成的:

葡萄糖40、乙基纤维素4、引发剂1.3、对甲基苯磺酸0.02、三氯化磷7、氧化石墨烯200、丙烯酸钠70。

所述的引发剂为过氧化二异丙苯。

所述碳化石墨烯的制备方法,包括以下步骤:

(1)取引发剂,加入到其重量30倍的无水乙醇中,搅拌均匀,得引发剂溶液;

(2)取葡萄糖、乙基纤维素、丙烯酸钠混合,加入到混合料重量15倍的去离子水中,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为70℃,保温搅拌5小时,出料冷却,得纤维聚合物溶液;

(3)取对甲基苯磺酸、三氯化磷混合,加入到混合料重量30倍的去离子水中,搅拌均匀,与上述纤维聚合物溶液混合,在95℃下保温搅拌3小时,加入氧化石墨烯,降低温度为70℃,超声7小时,抽滤,将滤饼水洗,真空煅烧:真空度为10pa,升温速率为90℃/min,升温到1200℃后保温焙烧12h,自然冷却,即得所述碳化石墨烯。

实施例2

一种碳化石墨烯,它是由下述重量份的原料组成的:

葡萄糖30-40、乙基纤维素2、引发剂1、对甲基苯磺酸0.01、三氯化磷5、氧化石墨烯160、丙烯酸钠60。

所述的引发剂为过氧化二异丙苯。

所述碳化石墨烯的制备方法,包括以下步骤:

(1)取引发剂,加入到其重量20倍的无水乙醇中,搅拌均匀,得引发剂溶液;

(2)取葡萄糖、乙基纤维素、丙烯酸钠混合,加入到混合料重量10倍的去离子水中,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为60℃,保温搅拌4小时,出料冷却,得纤维聚合物溶液;

(3)取对甲基苯磺酸、三氯化磷混合,加入到混合料重量25倍的去离子水中,搅拌均匀,与上述纤维聚合物溶液混合,在90℃下保温搅拌2小时,加入氧化石墨烯,降低温度为65℃,超声5小时,抽滤,将滤饼水洗,真空煅烧:真空度为8pa,升温速率为70℃/min,升温到1050℃后保温焙烧10h,自然冷却,即得所述碳化石墨烯。

性能测试:

比表面积:592-601m2/g;

电化学性能测试:

在2mol/l的氢氧化钾电解质溶液中,在0.2a/g下测试其比容为298-314f/g。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种碳化石墨烯及其制备方法,所述碳化石墨烯是由下述重量份的原料组成的:葡萄糖30‑40、乙基纤维素2‑4、引发剂1‑1.3、对甲基苯磺酸0.01‑0.02、三氯化磷5‑7、氧化石墨烯160‑200、丙烯酸钠60‑70。本发明引入氧化石墨烯,对石墨烯进行插层改性,插层过程中还引入了碳源,最后高温碳化,实现了碳粉在石墨烯层间的稳定分散,本发明的复合材料具有很好的力学稳定性,且功能性更高,还可以作为阻燃、吸附等材料,综合性能优越。

技术研发人员:孙钊
受保护的技术使用者:合肥艾飞新材料有限公司
技术研发日:2018.07.09
技术公布日:2018.11.06
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