[发明专利]一种制备高比表面活性石墨烯的方法

权利要求书

1.一种制备高比表面活性石墨烯的方法，其特征在于，所述方法为将氧化石墨剥离得到的石墨烯与强碱进行干混后，压制成型后进行活化，经洗涤、过滤和干燥得到高比表面活性的石墨烯。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强碱为固体，优选自固体氢氧化钠和/或固体氢氧化钾。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨剥离的方法选自热解膨胀剥离法、静电斥力剥离法、机械剥离法或低温剥离法中的任意1种或至少2种的组合，优选微波剥离法、热还原剥离法或球磨剥离法中的任意1种或至少2种的组合，进一步优选微波剥离法。

4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述石墨烯与强碱干混的质量比为1:1-10，优选1:3-7，进一步优选1:4-6；

优选地，所述石墨烯和强碱干混选自搅拌干混或粉碎干混，优选采用高速粉碎机进行干混。

5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述活化为高温活化，优选高温活化温度为750-1100℃，优选800-1000℃，进一步优选800-900℃；

优选地，所述高温活化优选在保护气氛中进行，所述保护气氛优选自氮气、氦气或氩气中的任意1种或至少2种的组合，进一步优选氮气和/或氩气，特别优选氮气；

优选地，所述高温活化为恒定温度高温活化或非恒定温度高温活化，所述非恒定温度高温活化为程序升温活化或梯度变温活化；

优选地，所述高温活化为在氮气保护下程序升温至350-500℃，优选450℃，恒温1.8-3h脱水，优选2h；再继续程序升温至750-1100℃，优选850℃，恒温1.8-3h活化，优选2h；所述程序升温的速率为5-20℃/min，优选10-12℃/min。

6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述洗涤为水洗，优选用去离子水洗涤。

优选地，本发明所述洗涤次数为≥2次，优选2-6次，进一步优选3-5次。

7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）将氧化石墨剥离得到的石墨烯；

（2）将步骤（1）得到的石墨烯与强碱固体进行干混；

（3）将步骤（2）得到的混合物压制成型；

（4）将步骤（3）得到的压制成型的产品在保护气氛中进行高温活化，活化结束后，在保护气氛中降温至50℃以下；

（5）经洗涤、过滤、干燥得高比表面活性的石墨烯。

8.如权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）将氧化石墨微波剥离得到的石墨烯；

（2）将步骤（1）得到的石墨烯与氢氧化钾固体进行干混，石墨烯与氢氧化钾的混合比例为1:1-10，优选1:6；

（3）将步骤（2）得到的混合物压制成型；

（4）将步骤（3）得到的压制成型的产品置于镍反应器中，通入氮气将反应器中的空气排出，密封反应器，并在氮气保护下升温，以10-12℃/min的升温速率升温至450℃，恒温2h脱水；再继续以升温速率10-12℃/min，升温到850℃，开始活化，恒温120min；反应结束后，在氮气保护下降温至50℃以下，优选至室温；

（5）用去离子水洗涤步骤（4）得到的产品，洗涤、过滤、干燥得高比表面活性的石墨烯。

9.一种石墨烯，其特征在于，所述石墨烯由如权利要求1-8之一所述的方法制备得到；所述石墨烯材料比表面积为1600-3100m²/g。

10.一种如权利要求9所述的石墨烯的用途，其特征在于，所述石墨烯用于储氢、锂离子电池、超级电容器或者燃料电池，以及纳电子器件、高频电路、光子传感器、基因电子测序和减少噪音。