多孔石墨烯及其制备方法与流程

本公开涉及材料，具体而言，涉及一种多孔石墨烯的制备方法和多孔石墨烯。

背景技术：

1、石墨烯是一种具有单原子层厚度的新型碳纳米材料，由sp2杂化的碳原子在二维平面上呈蜂窝状紧密排列。由于石墨烯巨大的理论比表面积、超高的载流子迁移率、良好的化学稳定性及优异的导电、导热性能等诸多特性，受到了各行业的广泛关注。

2、多孔石墨烯是指在二维基面上具有纳米级孔隙的碳材料，不仅保留了石墨烯本身的优异特性，更具有特殊的孔结构，是近年来石墨烯缺陷功能化的研究热点，在很多应用领域均具有独特优势。

3、目前，多孔石墨烯的制备存在工艺复杂、成本高的问题。

4、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种多孔石墨烯的制备方法和多孔石墨烯，进而至少在一定程度上克服多孔石墨烯的制备存在工艺复杂、成本高的问题。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种多孔石墨烯的制备方法，包括：获取氧化石墨烯溶液，并将氧化石墨烯溶液与四水乙酸钴混合，以得到混合溶液；对混合溶液进行冷冻干燥，以得到固体混合物；对固体混合物进行煅烧，以得到中间产物；对中间产物进行去钴处理，并依次执行洗涤处理、抽滤处理和干燥处理，以得到多孔石墨烯。

3、可选地，将氧化石墨烯溶液与四水乙酸钴混合，以得到混合溶液，包括：将氧化石墨烯溶液加入搅拌中的四水乙酸钴溶液中，并经超声分散，以得到混合溶液；其中，超声分散的时间为8min至15min。

4、可选地，氧化石墨烯与四水乙酸钴中金属钴的质量比为5:1至15:1。

5、可选地，对混合溶液进行冷冻干燥，以得到固体混合物，包括：采用冷冻干燥机在液氮条件下对混合溶液进行冷冻干燥，以得到固体混合物；其中，冷冻干燥的时间为48h至60h。

6、可选地，对固体混合物进行煅烧，以得到中间产物，包括：采用温度为750℃至850℃且保温时间为1h至2h的煅烧方式对固体混合物进行煅烧，以得到中间产物。

7、可选地，对中间产物进行去钴处理包括：配置包含浓盐酸和过氧化氢的混合液；利用包含浓盐酸和过氧化氢的混合液对中间产物进行去钴处理。

8、可选地，执行洗涤处理的过程包括：利用超纯水将经去钴处理后的中间产物洗涤至中性。

9、可选地，执行干燥处理的过程包括：采用温度为60℃至80℃且保温时间为10h至15h的真空干燥方式执行干燥处理。

10、可选地，获取氧化石墨烯溶液包括：将氧化石墨烯分散在超纯水中，以得到氧化石墨烯溶液。

11、根据本公开的第二方面，提供了一种多孔石墨烯，该多孔石墨烯采用上述任意一种多孔石墨烯的制备方法制备出。

12、通过本公开示例性实施方式的多孔石墨烯的制备方法，以氧化石墨烯为起始原料，将其与乙酸钴混合，并执行冷冻干燥，以便后期钴金属颗粒能在氧化石墨烯表面分布均匀。随后，对冷冻干燥后得到的固体混合物进行煅烧，在升温过程中，氧化石墨烯被还原，同时乙酸钴也被分解为钴纳米颗粒，在煅烧时纳米钴颗粒与碳原子发生刻蚀反应在石墨烯表面形成纳米孔。然后，进行去钴处理，以制得多孔石墨烯。本公开方案工艺简单，化学试剂用量少，可以高效率低成本地制备出多孔石墨烯，易于实现工业化大批量生产。

13、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

1.一种多孔石墨烯的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述氧化石墨烯溶液与四水乙酸钴混合，以得到混合溶液，包括：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述混合溶液进行冷冻干燥，以得到固体混合物，包括：

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述固体混合物进行煅烧，以得到中间产物，包括：

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述中间产物进行去钴处理包括：

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，执行洗涤处理的过程包括：

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，执行干燥处理的过程包括：

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，获取氧化石墨烯溶液包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯与四水乙酸钴中金属钴的质量比为5:1至15:1。

10.一种多孔石墨烯，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的多孔石墨烯的制备方法制备出。