[发明专利]一种石墨烯蚕沙微孔炭核壳复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种石墨烯蚕沙微孔炭核壳复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）原蚕沙与水混合溶胀后冷冻干燥，再将冻干后蚕沙在保护气体中通过高温碳化反应制备碳化蚕沙；

（2）将碳化蚕沙和KOH混合，在保护气体中进行活化扩孔反应，然后再清洗、离心以及烘干后得到高比表面蚕沙基微孔炭材料；所述活化扩孔反应温度必须低于高温碳化反应温度；

（3）将高比表面蚕沙基微孔炭材料与氧化石墨烯水溶液搅拌混合，离心干燥后，在H₂气氛保护下放入等离子体反应器，等离子体器的输入电压20~30 V，改性时间10~20 min；改性后用水清洗，烘干即可得到石墨烯蚕沙微孔炭核壳复合材料；所述石墨烯蚕沙微孔炭核壳复合材料为三维孔隙结构，其Langmuir比表面积为1100~1400 m²/g，总孔容在0.5-0.7 cm³/g，其中微孔比表面积和孔容占到总比表面积和孔容的80%以上。

2.根据权利要求1所述的石墨烯蚕沙微孔炭核壳复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中蚕沙与水混合质体比为1:100~200，混合温度为30~50 º C，混合时间为0.5~3h。

3.根据权利要求1所述的石墨烯蚕沙微孔炭核壳复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中冷冻干燥过程为先在-25 º C ~ -20 º C下预冷冻2~4h，而后降温至-60 º C~ -40 º C冻干24~72h。

4.根据权利要求1所述的石墨烯蚕沙微孔炭核壳复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中蚕沙基微孔炭材料与氧化石墨烯水溶液质体比为1: 50，氧化石墨烯水溶液质量浓度在5~10%，搅拌温度30~60 ºC，搅拌时间0.5~5.0 h。

5.根据权利要求1所述的石墨烯蚕沙微孔炭核壳复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中冻干后蚕沙的碳化温度在700-1000 ºC，反应时间2~4 h。

6.根据权利要求1所述的石墨烯蚕沙微孔炭核壳复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中KOH与碳化蚕沙混合的质量比为6~1 :1。

7.根据权利要求1所述的石墨烯蚕沙微孔炭核壳复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中活化扩孔反应温度为650~950 ºC，反应时间为0.5~5 h。

8.如权利要求1所述的制备方法制备的石墨烯蚕沙微孔炭核壳复合材料的应用，其特征在于：它在农药缓控释方面的运用。