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      一種千層餅狀納米石墨烯及其制備方法和應(yīng)用與流程

      文檔序號(hào):11099566閱讀:來源:國(guó)知局

      技術(shù)特征:

      1.一種千層餅狀納米石墨烯,其特征在于,其直徑為50~300nm,厚度為直徑的1/5~1/2,片層間距為0.7~1nm,片層間有小石墨烯片垂直支撐,比表面積為800~2000m2/g。

      2.如權(quán)利要求1所述的千層餅狀納米石墨烯,其特征在于,是由碳源于800~1100℃下在多孔餅狀模板劑表面裂解生成石墨烯,再將多孔餅狀模板劑溶解而得到的。

      3.如權(quán)利要求1所述的千層餅狀納米石墨烯,其特征在于,將其壓制成密度為300~600kg/m3的堆積體,將該堆積體放置質(zhì)量為其2~20倍的離子液體中,在3h內(nèi)溶脹率小于3%,在20h內(nèi)溶脹率小于50%。

      4.如權(quán)利要求1所述的千層餅狀納米石墨烯,其特征在于,將千層餅狀納米石墨烯作為電極材料,在操作電壓為3.5~4V下,使用離子液體電解液,基于單分散狀態(tài)的電極材料的電容性能為160~220F/g;

      將千層餅狀納米石墨烯作為電極材料封裝入電容器,控制其質(zhì)量為器件質(zhì)量的20%時(shí),基于電極材料的電容性能為130~150F/g。

      5.一種千層餅狀納米石墨烯的制備方法,其特征在于,包括以下操作:

      1)使用5~100nm納米片狀的高嶺土、水合碳酸鎂、堿式碳酸鎂、硅酸鋁中的一種或多種,浸入含0.1~1mol/L碳水化合物的溶液中0.2~3h,過濾后將沉淀物壓實(shí),得到納米片層狀前驅(qū)體;

      2)將納米片層狀前驅(qū)體置于反應(yīng)器中,于200~950℃下焙燒0.2~3h,同時(shí)通入含氧氣體或含二氧化碳?xì)怏w,形成多孔餅狀氧化物模板;

      然后將通入的氣體切換為惰性氣體,并通入由載氣攜帶的碳源;調(diào)溫至800~1100℃,碳源在多孔餅狀模板劑表面裂解生成石墨烯,反應(yīng)0.2~4h后停止通碳源,待其自然冷卻;

      3)將沉積有石墨烯的多孔餅狀模板劑用酸性或堿性溶液溶解,分離后得到千層餅狀納米石墨烯,將其充分洗滌后干燥。

      6.如權(quán)利要求5所述的千層餅狀納米石墨烯的制備方法,其特征在于,所述的碳水化合物的溶液為葡萄糖、淀粉、纖維素中的一種或幾種;所述的沉淀物是利用壓片機(jī)在5~40MPa的壓力下壓實(shí),測(cè)到納米片層狀前驅(qū)體。

      7.如權(quán)利要求5所述的千層餅狀納米石墨烯的制備方法,其特征在于,所述的含氧氣體中氧氣體積分?jǐn)?shù)為0.5~100%,其余為氮?dú)?;含二氧化碳?xì)怏w中二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為1~20%,其余為氮?dú)狻?/p>

      8.如權(quán)利要求5所述的千層餅狀納米石墨烯的制備方法,其特征在于,所述的碳源為C1~C15的石油烴、鹵代烴、氧烴與氮烴中的一種或多種;載氣為氫氣、氬氣、氮?dú)饣蚝庵械囊环N或多種,碳源與載氣的體積比為1:0.1~1:20;碳源空速為:0.2~1.5g/g/h。

      9.如權(quán)利要求5所述的千層餅狀納米石墨烯的制備方法,其特征在于,在碳源通入完成后,沉積在多孔餅狀氧化物模劑上的石墨烯為其質(zhì)量的6~30%;

      用鹽酸或硫酸將沉積有石墨烯的多孔餅狀模板劑溶解;或者,用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液將沉積有石墨烯的多孔餅狀模板劑溶解。

      10.權(quán)利要求1所述的千層餅狀納米石墨烯在制備電極材料中的應(yīng)用。

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