[發(fā)明專利]一種還原氧化石墨烯及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011111021.2 | 申請(qǐng)日： | 2020-10-16 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112250062B | 公開（公告）日： | 2022-04-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 楊明;劉駿 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 武漢輕工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C01B32/184 | 分類號(hào)： | C01B32/184 |
| 代理公司： | 北京思創(chuàng)大成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11614 | 代理人： | 李兮 |
| 地址： | 430023 湖北省*** | 國(guó)省代碼： | 湖北;42 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說(shuō)明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 還原 氧化 石墨 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種還原氧化石墨烯及其制備方法；該制備方法包括將廢舊鋅錳電池中碳棒經(jīng)清洗、干燥、研磨和過(guò)篩后，得碳棒粉；將碳棒粉和氫氧化鈉混合，然后熔融、冷卻，得冷卻后堿熔樣；將冷卻后堿熔樣與水混合，過(guò)濾后，得濾渣，最后將濾渣與鹽酸反應(yīng)，得提純石墨粉；將廢舊鋅錳電池中的固體錳氧化物經(jīng)洗滌、干燥、研磨和過(guò)篩后，得錳氧化物粉末；將廢舊鋅錳電池鋅皮外殼剝離，然后洗滌、剪裁，得鋅片；將提純石墨粉、錳氧化物粉末、K2S2O8和硫酸反應(yīng)，然后加入水和鋅片，繼續(xù)反應(yīng)，得還原氧化石墨烯。本發(fā)明首次利用廢舊鋅錳電池中的材料制備還原氧化石墨烯，既解決了廢舊電池的處理問(wèn)題，又提供了一種制備還原氧化石墨烯的新方法。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于還原氧化石墨烯技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種還原氧化石墨烯及其制備方法。
背景技術(shù)
廢舊電池帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，其中尤以鋅錳電池為主，這類電池中含有金屬鋅、金屬鐵、石墨、錳鹽、鋅鹽、銨鹽等物質(zhì)，極易破壞生態(tài)環(huán)境。鑒于此若能對(duì)這些成份進(jìn)行有效回收，變廢為寶，既能減輕環(huán)境污染又能帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，其中碳棒的回收利用尤為重要。
石墨烯是一種新型材料，在電子工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、能源工業(yè)以及化學(xué)化工等領(lǐng)域獲得廣泛地應(yīng)用。還原氧化石墨烯有望用于制備新型傳感器、太陽(yáng)能電池、半導(dǎo)體膜、儲(chǔ)氫材料、表面活性劑和催化劑載體等材料。還原氧化石墨烯一般先由石墨經(jīng)強(qiáng)酸氧化得到氧化石墨，再利用物理或化學(xué)方法將氧化石墨剝離成單層分子層，最后采用化學(xué)還原法、電化學(xué)還原法、微波剝離法或聯(lián)合多步還原法制備出還原氧化石墨烯，化學(xué)還原法采用的還原劑主要有：硼氫化鈉、維生素C、肼及衍生物、HI還原等。但鮮有報(bào)道用廢舊鋅錳電池中的材料制備還原氧化石墨烯。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用廢舊鋅錳電池中的材料制備還原氧化石墨烯的方法。該方法在解決了廢舊電池的處理問(wèn)題的同時(shí)，又提供了一種制備還原氧化石墨烯的新方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供一種還原氧化石墨烯的制備方法，該制備方法包括：
(1)將廢舊鋅錳電池中的碳棒經(jīng)過(guò)清洗、干燥、研磨和過(guò)篩后，得到碳棒粉；
(2)將所述碳棒粉和氫氧化鈉混合，然后熔融、冷卻，得到冷卻后的堿熔樣；將所述冷卻后的堿熔樣與水混合，過(guò)濾后，得到濾渣，最后將所述濾渣與鹽酸進(jìn)行接觸反應(yīng)，得到提純石墨粉；
(3)將廢舊鋅錳電池中的固體錳氧化物經(jīng)過(guò)洗滌、干燥、研磨和過(guò)篩后，得到錳氧化物粉末；
(4)將廢舊鋅錳電池鋅皮外殼剝離，然后洗滌、剪裁，得到鋅片；
(5)將所述提純石墨粉、錳氧化物粉末、K2S2O8和硫酸進(jìn)行接觸反應(yīng)，然后加入水和鋅片，繼續(xù)進(jìn)行接觸反應(yīng)，得到還原氧化石墨烯。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，步驟(1)中，用80-120目分樣篩進(jìn)行過(guò)篩。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，步驟(2)中，所述熔融的溫度為400-500℃，時(shí)間為8-10min；
所述水為30-50℃的水；
所述濾渣與鹽酸的接觸反應(yīng)的時(shí)間為30-60min。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，步驟(2)中，所述碳棒粉和氫氧化鈉的質(zhì)量比為1:1.8-2.2；
所述碳棒粉與水的料液比為1:20-25g/ml；
所述碳棒粉與鹽酸的料液比為1:5-6g/ml；所述鹽酸的濃度為2-3mol/L。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，步驟(3)中，用水洗滌；用40-60目分樣篩進(jìn)行過(guò)篩。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于武漢輕工大學(xué)，未經(jīng)武漢輕工大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購(gòu)買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202011111021.2/2.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來(lái)源鉆瓜專利網(wǎng)。
