[发明专利]一种基于机械化学法用生物质衍生物制备石墨烯的方法

权利要求书

1.一种基于机械化学法用生物质衍生物制备石墨烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)生物质样品准备，所述生物质样品选用含有木质纤维素和矿物质的工农业废料，将所述生物质样品切割、研磨，得到生物质颗粒；

(2)生物质热解，将所述生物质颗粒在热解反应器中进行热解，获取生物质焦炭，所述热解反应器为单模微波热解反应器；

(3)机械化学法破裂，将热解后的生物质焦炭加入压力反应器中，控制压力反应器中温度和压力，到达反应时间后快速泄压，得到石墨烯初产物，所述压力反应器内的所述温度为25-60℃，压强为4-6MPa，转速为400-600rpm，所述反应时间为40-48小时；

(4)化学剥离，将所获得的石墨烯初产物放入极性溶剂中进行剥离，剥离出单层石墨烯；

(5)洗涤，经多次洗涤后得到石墨烯产品。

2.如权利要求1所述的基于机械化学法用生物质衍生物制备石墨烯的方法，其特征在于，所述生物质样品是以下生物质中的一种：稻壳、荷叶、椰子壳、秸秆、橡木、芒草、松木屑、桑木、燕麦草、花生壳、桦木、榆木屑、小麦粉、小麦秆和玉米秸秆。

3.如权利要求2所述的基于机械化学法用生物质衍生物制备石墨烯的方法，其特征在于，所述步骤(1)中将所述生物质样品在切割机进行初步切割，切割后样品在超离心研磨机中进行研磨，得到的生物质颗粒粒径小于150微米。

4.如权利要求1所述的基于机械化学法用生物质衍生物制备石墨烯的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的热解反应器内为氮气、二氧化碳、蒸汽或惰性气氛。

5.如权利要求1所述的基于机械化学法用生物质衍生物制备石墨烯的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的压力反应器为球磨机，所述球磨机上设有安全阀。

6.如权利要求1所述的基于机械化学法用生物质衍生物制备石墨烯的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的压力反应器的加压方法为反应前在压力反应器中加入干冰，所述干冰与生物质焦炭的质量比例为20:1。

7.如权利要求1所述的基于机械化学法用生物质衍生物制备石墨烯的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的极性溶剂为N-甲基-吡咯烷酮或N,N-二甲基甲酰胺。