[发明专利]一种基于层状双羟基金属氢氧化物制备石墨烯的方法

权利要求书

1.一种基于层状双羟基金属氢氧化物制备石墨烯的方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：

1)将层状双羟基金属氢氧化物作为催化剂前驱体放入反应器中；其中所述层状双羟基金属氧化物片的化学组成通式为M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂A^n-_x/n·mH₂O；

其中:M²⁺与M³⁺的摩尔比值为1～4，x为M³⁺与(M²⁺+M³⁺)的摩尔比值；m为层间水分子的个数；M²⁺为Mg²⁺、Ca²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺和Cu²⁺中的一种或几种，M³⁺为Al³⁺、Co³⁺、Fe³⁺和Ru³⁺中的一种或几种，A^n-为n价阴离子,对应的阴离子为Cl^-、OH^-、NO₃^-、SO₄^2-和CO₃^2-中的一种或几种，对应的阴离子还包括有机阴离子以及含Mo或W的同多酸或杂多酸阴离子；

2)将层状双羟基金属氢氧化物升温至预处理温度进行煅烧预处理，所述的预处理温度为300～1200°C；

3）在反应器中通入碳源、氢气与载气的混合气体，其中氢气：碳源气体：载气的体积比为0～2∶1∶0.1～6，在600～1200°C的反应温度下进行反应，通过化学气相沉积过程，在层状双羟基金属氧化物片上沉积石墨烯;

4)将化学气相沉积后获得的产物进行提纯，获得高纯度的石墨烯。

2.按照权利要求1所述基于层状双羟基金属氢氧化物制备石墨烯的方法，其特征在于：步骤3）中所述的反应过程的空速为1～5000hr^-1，气速为0.01～5m/s。

3.按照权利要求1或2所述基于层状双羟基金属氢氧化物制备石墨烯的方法，其特征在于：所述的反应器采用固定床、移动床、流化床或它们的组合。

4.按照权利要求1或2所述基于层状双羟基金属氢氧化物制备石墨烯的方法，其特征在于：步骤2）煅烧预处理气氛为氮气、氩气和氦气中的一种或者几种的混合物。

5.按照权利要求1或2所述基于层状双羟基金属氢氧化物制备石墨烯的方法，其特征在于：步骤3）中所述碳源采用七碳以下的低碳气体、甲醇、乙醇、苯、环己烷、正己烷、甲苯、和二甲苯中的一种或者几种的混合物。

6.按照权利要求1或2所述基于层状双羟基金属氢氧化物制备石墨烯的方法，其特征在于：步骤3）中所述的载气为氮气、氩气、氦气中的一种或者几种的混合物。