[发明专利]一种硫-活性炭/石墨烯复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种硫‑活性炭/石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）生物质原料预处理；（2）预处理过的生物质原料与石墨烯和活化剂混合，形成固体混合物料；（3）固体混合物料经活化、洗涤、固液分离、干燥，得到活性炭/石墨烯复合材料；（4）活性炭/石墨烯复合材料与硫复合，得到硫‑活性炭/石墨烯复合材料。本发明提供的复合材料的工艺制备过程步骤简单，效率高，能耗低，并可实现规模化生产。

主权项

一种硫‑活性炭/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于包含以下步骤：（1）生物质原料预处理；生物质原料的预处理包含预干燥、破碎、筛分、洗涤、固液分离、烘干中的一步或两步以上；生物质原料包含农林业资源及废弃物、轻工业资源及废弃物中的一种或两种以上；（2）预处理过的生物质原料与石墨烯和活化剂混合，形成固体混合物料；所述石墨烯为纯石墨烯或杂原子掺杂的石墨烯中的一种；所述的活化剂包含KOH、NaOH、ZnCl2、K2CO3、Na2CO3、H3PO4、H2SO4中的一种；混合方式采用浸渍、搅拌、超声、高速剪切、球磨中的一种；（3）固体混合物料经活化、洗涤、固液分离、干燥，得到活性炭/石墨烯复合材料；固体物料的活化温度为350~1050℃；活化时间为 20min~96h；活化后物料的洗涤使用水、水溶性无机酸、水溶性有机酸、水溶性无机碱、水溶性有机碱中的一种；固液分离使用多孔聚合物袋或膜进行；干燥方式为冷冻干燥、鼓风或真空干燥中的一种；（4）活性炭/石墨烯复合材料与硫复合，得到硫‑活性炭/石墨烯复合材料；复合过程包括提纯、固液分离、干燥，硫与活性炭/石墨烯复合材料的复合方式使用以下方式中的任一种：1）液相浸渍法包含以下步骤：①硫源分散在溶剂中；所述硫源与溶剂的混合方法采用浸渍、超声、搅拌、球磨、高速剪切中的一种；②硫源与活性炭/石墨烯复合材料混合，固液分离，干燥，得到硫‑活性炭/石墨烯复合材料；2）加热熔融法包含以下步骤：①硫源与活性炭/石墨烯复合材料混合热处理，得到粗制的硫‑活性炭/石墨烯复合材料；所述的加热熔融法中硫源与活性炭/石墨烯复合材料的混合方式为机械混合、超声混合中的一种；所述机械混合包含球磨或搅拌；②粗制的硫‑活性炭/石墨烯复合材料提纯，固液分离，干燥，得到硫‑活性炭/石墨烯复合材料；3）高能球磨法包含以下步骤：①硫源与活性炭/石墨烯复合材料混合研磨，得到粗制的硫‑活性炭/石墨烯复合材料；②粗制的硫‑活性炭/石墨烯复合材料提纯，固液分离，干燥，得到硫‑活性炭/石墨烯复合材料；4）沉淀法包含以下步骤：硫源溶液与活性炭/石墨烯复合材料混合，加入沉淀剂，固液分离，提纯，干燥；所述硫源与活性炭/石墨烯复合材料的混合方式包含磁力或机械搅拌混合、超声混合中的一种；5）溶剂热法包含以下步骤：①硫源、溶剂与活性炭/石墨烯复合材料混合，溶剂热反应，固液分离，得到粗制的硫‑活性炭/石墨烯复合材料；②复合材料提纯，固液分离，干燥，得到硫‑活性炭/石墨烯复合材料。