[发明专利]储氢产品及用于制备其的方法

权利要求书

1.一种储氢产品，包括：

单层或多层结构，所述结构包括用硼类官能化并用碱金属或碱土金属修饰的还原氧化石墨烯，其中所述结构的每一层还包括氧原子与硼原子结合的硼-氧官能团。

2.根据权利要求1所述的储氢产品，其中所述结构的每一层包括被硼原子官能化的碳原子的六方晶格。

3.根据权利要求2所述的储氢产品，其中所述碱金属或碱土金属位于邻近所述硼原子的结合位点，或者位于邻近所述六方晶格的空穴的结合位点，或者位于邻近碳-硼键的结合位点，或者位于邻近所述硼-氧官能团的结合位点。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的储氢产品，其中所述碱金属或碱土金属选自由Li、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr和Ba组成的组。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的储氢产品，其中所述结构包括缺陷，所述缺陷具有大到足以使氢分子通过并进入所述结构上的吸附位点的孔。

6.根据权利要求5所述的储氢产品，其中所述孔的平均直径为5nm至20nm。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的储氢产品，其中所述结构包括1至10层。

8.根据权利要求7所述的储氢产品，其中所述层之间的距离在0.33nm与1.0nm之间。

9.根据权利要求1至3、6、8中任一项所述的储氢产品，其包含的硼的原子浓度为1at％与10at％之间。

10.根据权利要求1至3、6、8中任一项所述的储氢产品，其包含的碱金属或碱土金属的原子浓度为1at％与10at％之间。

11.根据权利要求3、6、8中任一项所述的储氢产品，其包含的氧的原子浓度为1at％与10at％之间。

12.一种制备储氢产品的方法，包括：

(a)制备氧化石墨烯前体；

(b)将硼通过官能化引入至所述氧化石墨烯前体中以产生硼官能化的还原氧化石墨烯；

(c)将碱金属或碱土金属通过修饰引入至所述硼官能化的还原氧化石墨烯中，以制备碱金属或碱土金属修饰的、硼官能化的还原氧化石墨烯结构。

13.根据权利要求12所述的方法，其中制备所述氧化石墨烯前体的步骤包括：

用五氧化二磷、过硫酸钾和硫酸对石墨进行预处理，以产生预处理的石墨产品；

将所述预处理的石墨产品在搅拌和加热下溶解在硫酸、磷酸和高锰酸钾的混合物中，以产生氧化石墨烯产品；

将所述氧化石墨烯产品与水和过氧化氢混合；和

洗涤和剥离所述氧化石墨烯产品。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中将所述碱金属或碱土金属通过修饰引入至所述硼官能化的还原氧化石墨烯中的步骤包括：

形成碱金属或碱土金属与硼官能化的还原氧化石墨烯的干前体混合物；和

对所述干前体混合物进行热解。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述碱金属或碱土金属是钾，并且形成碱金属或碱土金属与硼官能化的还原氧化石墨烯的干前体混合物的步骤包括通过搅拌和研磨将氢氧化钾与硼掺杂的石墨烯混合。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述热解在700℃与900℃之间的温度下进行。