[发明专利]一种具有高比电容的石墨烯及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高比电容的石墨烯的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)将MCM-22分子筛加入到碳源、浓硫酸和镍盐的混合水溶液中浸渍，室温搅拌，使其溶解后，于60-200℃温度下进行预碳化处理得到固体粉末；其中MCM-22、碳源、镍盐和浓硫酸的质量比为1：（1～3）：（0.02～0.06）：（0.1～0.3）；

（2）将步骤（1）得到的固体粉末放入到真空管式炉中，惰性气体保护下，在500-1200℃的温度下焙烧1-3小时，得到Ni-MCM-22/石墨烯复合材料；

（3）将步骤（2）制备得到的Ni-MCM-22/石墨烯复合材料进行去除镍、去除MCM-22处理后，离心分离、并干燥即可得高比电容石墨烯粉末。 

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述碳源为蔗糖、葡萄糖或果糖中任一种；所述镍盐选自氯化镍、硝酸镍、醋酸镍或硫酸镍中的任一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，将所述MCM-22分子筛在混合水溶液中浸渍及预碳化可以一次性或分多次完成，即将步骤（1）得到的固体粉末可再次浸入碳源、浓硫酸和镍盐的混合水溶液中浸渍及预碳化处理。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，预碳化的温度为100-160℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述惰性气体为氮气或者氩气。 

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，如果不去除Ni和MCM-22，得到的是Ni-MCM-22/石墨烯复合材料；如果只去除Ni，得到的是MCM-22/石墨烯复合材料；如果只去除MCM-22，得到的是Ni/石墨烯复合材料。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，去除镍、去除MCM-22处理时，一步处理或分步处理；其中一步进行处理时，处理试剂为氢氟酸、盐酸混合溶液，处理温度为20-80℃，所述氢氟酸、盐酸混合溶液中，所述氢氟酸浓度为0.1-0.3 g/ml，所述盐酸浓度为0.1-0.3 g/ml；分步处理时，去除MCM-22时所用试剂为氢氟酸或者氢氧化钠、氢氧化钾，去除镍所用试剂为盐酸、硫酸或硝酸。

8.根据权利要求1-7之一所述的制备方法制备得到的高比电容的石墨烯， 其特征在于：其为1-10层的石墨烯纳米片，其二维尺寸分布为65-700 nm，BET和Langmuir比表面积分别为100-1000 m²/g和200-2000 m²/g，导电性为20-150 S m^-1。

9.根据权利要求8所述的石墨烯，其特征在于：石墨烯彼此堆积形成多孔的三维网状结构，其孔径在2-50 nm。