本发明涉及一种基于废旧电池负极石墨的掺杂打孔石墨烯的制备方法，属于纳米材料。
背景技术：
1、石墨烯因具有良好的导电性用作储能电池的导电剂具有非常好的应用前景。然而其较大的片层结构及易团聚、堆叠的问题阻碍了离子的快速传输。通过对石墨烯进行打孔构筑离子传输通道成为一种有效提高离子传输速率的方法。同时，对打孔石墨烯进行原子掺杂，不仅可以实现石墨烯的高效分散，解决团聚、堆叠问题，还有利于改变其表面电荷分布，进一步提高离子的传输速率。但目前缺乏一种高效的掺杂打孔石墨烯制备方法。其次，在当前的双碳目标背景下，大量废旧锂离子电池的回收利用也是目前的一大难题，废旧锂离子电池的负极石墨本身含有mn、f等杂原子，同时其可以作为制备打孔石墨烯的原料，这样不仅可以实现废旧电池的资源化利用，同时能极大降低掺杂打孔石墨烯的制备成本。因此，基于废旧锂离子电池负极石墨开发一种操作简单、成本低、产率高的掺杂打孔石墨烯制备方法，不仅能够解决大量废旧电池回收利用的难题，同时对于推动石墨烯导电剂在储能领域的应用具有重要作用。
技术实现思路
1、针对目前废旧锂离子电池急需高效回收利用，及掺杂打孔石墨烯缺乏高效制备方法的问题，本发明提供了一种利用废旧锂离子电池负极石墨制备掺杂打孔石墨烯的制备方法。该方法以未经净化的废旧锂离子电池的负极石墨为碳源，强氧化性酸为刻蚀剂，采用改进的hummers法制备出掺杂的打孔氧化石墨烯，随后在惰性气氛下，通过快速加热的方式对氧化石墨烯进行还原，直接制备出掺杂的打孔石墨烯。这不仅实现了废旧锂离子电池的高效回收利用，同时对于推动石墨烯导电剂在储能领域的应用具有重要作用。
2、一种基于废旧电池负极石墨的掺杂打孔石墨烯的制备方法，具体步骤如下：
3、(1)以废旧锂离子电池负极石墨为碳源，强氧化性的酸为刻蚀剂，采用改进的hummers法制备出掺杂的打孔氧化石墨烯。通过控制强酸浓度及腐蚀时间实现对氧化石墨烯的可控打孔，其次利用废旧锂离子电池负极石墨自身含有的mn、f等杂原子，实现掺杂打孔氧化石墨烯的制备。
4、(2)将掺杂的打孔氧化石墨烯放入管式炉中，在惰性气氛下快速加热到1000℃，对氧化石墨烯进行还原，得到的产物即为掺杂打孔石墨烯。
5、所述步骤(1)中所用石墨为废旧电池中的石墨电极材料；
6、所述步骤(1)中强氧化性的酸包括浓硝酸、浓硫酸、次氯酸、亚氯酸、高氯酸、亚硝酸、高锰酸等酸中的一种或几种；
7、所述步骤(1)中强氧化性酸的浓度为：≥70％；
8、所述步骤(1)中反应时间为≥3h；
9、所述步骤(2)中惰性气体包括氨气、氮气等气体中的一种；
10、所述步骤(2)中快速加热的温度为≥100℃；
11、所述步骤(2)中制备掺杂打孔石墨烯的方法包括高温热处理还原法、还原剂还原法、电化学还原法、溶剂热还原法、催化还原法、微波还原法等多种还原方法中的一种；
12、所述步骤(2)中掺杂打孔石墨烯可应用于储能、催化、生物医药等领域的一种。
13、本发明的优点和有益效果：
14、1、本发明以废旧锂离子电池负极石墨为原料，不仅实现了废旧电池的高效回收利用，同时极大降低了制备掺杂打孔石墨烯的成本。
15、2、本发明采用废旧锂离子电池负极石墨作为原料，其自身存在mn、f等杂原子，不仅可省去净化步骤，同时能实现杂原子的掺杂，制备出掺杂的打孔石墨烯；
16、3、本发明制备的掺杂打孔石墨烯用作储能电池的导电剂可具备快速的离子、电子传输速率，为高性能导电剂的应用奠定了基础。
1.一种基于废旧电池负极石墨的掺杂打孔石墨烯的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：一种基于废旧电池负极石墨的掺杂打孔石墨烯的制备方法
2.根据权利要求1所述的一种基于废旧电池负极石墨的掺杂打孔石墨烯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所用石墨为废旧电池中的石墨材料。
3.根据权利要求1所述的一种基于废旧电池负极石墨的掺杂打孔石墨烯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所用强氧化性的酸包括浓硝酸、浓硫酸、次氯酸、亚氯酸、高氯酸、亚硝酸、高锰酸等酸中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种基于废旧电池负极石墨的掺杂打孔石墨烯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所用强氧化性酸的浓度为：≥70％。
5.根据权利要求1所述的一种基于废旧电池负极石墨的掺杂打孔石墨烯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中反应时间为≥3h。
6.根据权利要求1所述的一种基于废旧电池负极石墨的掺杂打孔石墨烯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所用惰性气体包括氨气、氮气等气体中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种基于废旧电池负极石墨的掺杂打孔石墨烯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中快速加热的温度为≥100℃。
8.根据权利要求1所述的一种基于废旧电池负极石墨的掺杂打孔石墨烯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中制备掺杂打孔石墨烯的方法包括：高温热处理还原法、还原剂还原法、电化学还原法、溶剂热还原法、催化还原法、微波还原法等多种还原方法中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种基于废旧电池负极石墨的掺杂打孔石墨烯的制备方法，其特征在于：掺杂打孔石墨烯可应用于储能、催化、生物医药等领域的一种。