[发明专利]由生物质的石墨生产

权利要求书

1.一种生产石墨的方法，所述方法包括在催化剂的存在下，将炭、焦油和生物质中的至少一种加热到足以产生石墨的温度，其中所述催化剂催化炭、焦油和生物质中的所述至少一种向石墨的转换。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述炭是水热炭。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中将所述催化剂浸渍到炭、焦油和生物质中的所述至少一种内。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述炭在石墨化之前已进行脱木质素。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述催化剂选自：

a.过渡金属催化剂，其中当时所述催化剂为离子形式并且与盐酸反应以形成氯化物盐；

b.过渡金属催化剂，所述过渡金属催化剂为具有小于3的化合价的离子形式；

c.硝酸铁(III)；

d.硝酸镍；

e.硝酸铬；

f.氯化铬；

g.乙酸锰；

h.硝酸钴；

i.氯化镍；

或其组合。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过用含有所述催化剂的水溶液处理所述炭或生物质，将所述催化剂引入所述炭、焦油或生物质中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述炭、焦油或生物质通过电磁辐射进行加热。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括从所述石墨中去除所述催化剂的步骤。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述催化剂的浓度被降低至小于1％w/w催化剂比石墨。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中水热炭或焦油通过水热碳化由生物质产生。

11.根据权利要求10所述的方法，其中通过将所述生物质和水溶液在压力下加热到足以产生水热炭的温度和压力，来产生所述水热炭或焦油。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在水热碳化之前或水热碳化期间，将所述催化剂引入所述生物质和水溶液中。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中在所述炭、焦油或水热炭产生之后，将所述催化剂引入所述炭、焦油或水热炭中。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中所述生物质和水溶液通过电磁辐射进行加热。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述石墨包含小于0.34nm的d-间距。

16.一种用于生产石墨的系统，所述系统包括：

a.能够产生水热炭的水热反应器；

b.适于从所述水热反应器接收所述水热炭的石墨化反应器；和

c.能够将所述炭加热到足以产生石墨的温度的石墨化加热装置。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述石墨化加热装置包括电磁辐射发生器，所述电磁辐射发生器与所述石墨化反应器相关联，并且适于在使用中将电磁辐射施加到所述水热炭。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述电磁辐射发生器经由波导与所述石墨化反应器相关联。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的系统，其中所述石墨化反应器包括外容器和限定所述反应器的内部部分的电磁腔。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的系统，其中所述电磁腔成比例地充当圆形波导。

21.根据权利要求20所述的系统，其中所述腔设置用于加热所述炭的TE₀₁₀电磁辐射传播模式。

22.根据权利要求16至21中任一项所述的系统，其中所述水热反应器包括水热加热装置，所述水热加热装置包括电磁辐射发生器。

23.石墨，所述石墨通过根据权利要求1至15中任一项所述的方法生产。

24.根据权利要求23所述的石墨，其中所述石墨包括选自以下的特征中的至少一个：

a.0,0,2、1,0,1和0,0,4的x射线衍射密勒指数；

b.在0.333nm至0.337nm之间的层间间距；

c.至少0.246nm的晶体尺寸；

d.在67％至99.9％之间的结晶度比例；

e.小于50毫欧姆米(Ω·m)的电阻率。