[發明專利]一種嵌錳石墨烯及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710704271.9
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107381551B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 楊中柱;鄭穎;趙美蓮;何巧;伍權;詹昌霖
• 申請（專利權）人: 成都中醫藥大學
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184;C01B32/198
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李高峽;張娟

1.一種嵌錳石墨烯，所述的嵌錳石墨烯為紫色，所述的嵌錳石墨烯包含如下結構：

其中，R為H、OH、HSO₄、MnO₄、COOH或氫鍵相連的H₂O；

所述嵌錳石墨烯的制備方法包括以下步驟：

、石墨的預處理：25±2℃下，取石墨、硝酸鈉和濃硫酸，混勻，得混合物A；

、制備MnO₃⁺：25±2℃下，取硝酸鈉、高錳酸鉀和濃硫酸，混勻，得混合物B；所述硝酸鈉與高錳酸鉀的重量比為1:5～10，所述硝酸鈉與濃硫酸的重量體積比為1:140～150 g/mL；

、MnO₃⁺作為插層劑制備嵌錳石墨烯：25±2℃下，將混合物B加入到混合物A中，進行反應，得嵌錳石墨烯。

2.根據權利要求1所述的嵌錳石墨烯，其特征在于：步驟中，所述石墨與硝酸鈉的重量比為1:0.8～1.2，所述石墨與濃硫酸的重量體積比為1:40～50 g/mL；和/或，步驟中，所述硝酸鈉與高錳酸鉀的重量比為1:5～6，所述硝酸鈉與濃硫酸的重量體積比為1:144～148g/mL；和/或，步驟和中，所述濃硫酸的含水量在2% w/w以內。

3.根據權利要求2所述的嵌錳石墨烯，其特征在于：步驟中，所述石墨與硝酸鈉的重量比為1:0.9～1.1，所述石墨與濃硫酸的重量體積比為1:44～48g/mL；步驟和中，所述濃硫酸的含水量為1%～2% w/w。

4.根據權利要求1所述的嵌錳石墨烯，其特征在于：步驟中，所述混合物B是分次加入到混合物A中的，兩次之間的時間間隔為15～25分鐘；和/或，步驟中，每次將2～5體積份的混合物B加入到20～25體積份的混合物A中；和/或，步驟中，所述混合物B的總量為70～80體積份；和/或，步驟中，所述反應的時間為4～8小時。

5.根據權利要求4所述的嵌錳石墨烯，其特征在于：步驟中，所述混合物B是分次加入到混合物A中的，兩次之間的時間間隔為18～22分鐘；步驟中，所述混合物B的總量為70～75體積份。

6.根據權利要求5所述的嵌錳石墨烯，其特征在于：步驟中，所述混合物B是分次加入到混合物A中的，兩次之間的時間間隔為20分鐘。

7.一種制備嵌錳石墨烯的方法，其特征在于：它包括以下步驟：

、石墨的預處理：25±2℃下，取石墨、硝酸鈉和濃硫酸，混勻，得混合物A；

、制備MnO₃⁺：25±2℃下，取硝酸鈉、高錳酸鉀和濃硫酸，混勻，得混合物B；所述硝酸鈉與高錳酸鉀的重量比為1:5～10，所述硝酸鈉與濃硫酸的重量體積比為1:140～150 g/mL；

、MnO₃⁺作為插層劑制備嵌錳石墨烯：25±2℃下，將混合物B加入到混合物A中，進行反應，得嵌錳石墨烯；

所述的嵌錳石墨烯為紫色，所述的嵌錳石墨烯包含如下結構：

其中，R為H、OH、HSO₄、MnO₄、COOH或氫鍵相連的H₂O。

8.根據權利要求7所述的制備嵌錳石墨烯的方法，其特征在于：步驟中，所述石墨與硝酸鈉的重量比為1:0.8～1.2，所述石墨與濃硫酸的重量體積比為1:40～50 g/mL；和/或，步驟中，所述硝酸鈉與高錳酸鉀的重量比為1:5～6，所述硝酸鈉與濃硫酸的重量體積比為1:144～148g/mL；和/或，步驟和中，所述濃硫酸的含水量在2% w/w以內。

9.根據權利要求8所述的制備嵌錳石墨烯的方法，其特征在于：步驟中，所述石墨與硝酸鈉的重量比為1:0.9～1.1，所述石墨與濃硫酸的重量體積比為1:44～48g/mL；步驟和中，所述濃硫酸的含水量為1%～2% w/w。