[发明专利]一种利用粉煤灰二氧化碳生产石墨烯轮毂的方法

说明书

本发明属于轮毂领域，具体涉及一种利用粉煤灰二氧化碳生产石墨烯轮毂的方法；用二氧化碳制取的石墨烯和炭黑与从粉煤灰中提取的铝合金、钛合金、镁合金经热熔铸造石墨烯铝合金轮毂、石墨烯钛合金轮毂、石墨烯镁合金轮毂产品，并用石墨烯、炭黑与石墨烯改性烯烃制取石墨烯烯烃抗静电轮毂、石墨烯碳纤维抗静电轮毂。本发明的有益效果：一是将粉煤灰和二氧化碳变废为宝，综合利用；二是原料价格低廉，低成本制取石墨烯炭黑；三是制备的石墨烯系列轮毂产品具有强度高抗静电特性；四是制备过程安全高效不产生污染。

技术领域

本发明属于轮毂领域，具体涉及一种利用粉煤灰二氧化碳生产石墨烯轮毂的方法

背景技术

目前，世界上使用的汽车和飞机轮毂，多为铝合金轮毂和镁合金轮毂。但是，铝合金和镁合金轮毂存在抗静电效果差和质量偏重、以及如要降低重量，又存在强度不够的问题。

石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％。石墨烯应用于汽车飞机来改善器配件强度及减轻重量具有节能环保作用。

中国年产生粉煤灰5亿多吨，利用率不到30％。而粉煤灰中富含氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化钙等氧化物。粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是电力生产所面临解决的任务之一。

随着科技发展，粉煤灰综合利用的途径以从过去的路基、填方、混凝土掺和料、土壤改造等方面的应用外，发展到在水泥原料、水泥混合材、大型水利枢纽工程、泵送混凝土、大体积混凝土制品、高级填料等高级化利用途径。近些年来，粉煤灰的精炼技术兴起，成为粉煤灰综合利用新途径。中国专利CN100334243提供了一种用粉煤灰制备硅铝合金的方法，该专利将粉煤灰在矿热炉中高温熔炼，获得了硅铝含量60％以上的合金。中国专利CN1032432288提供了一种用粉煤灰提取硅铝钛合金的方法，将粉煤灰、碳质还原剂、粘结剂与水在矿热电弧炉高温下冶炼，制得纯度较高的硅铝钛合金。但现有技术对粉煤灰的利用率还是不高，粉煤灰中有效成分并未物尽其用。

中国是世界上二氧化碳第一排放大国，年排放二氧化碳100多亿吨。如何解决二氧化碳排放过多带来的环境危害问题以及将二氧化碳变废为宝实现工业价值是一个亟待研究的热点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用粉煤灰二氧化碳生产石墨烯轮毂的方法，其制备过程安全高效不产生污染。

本发明所采用的技术方案为：一种利用粉煤灰二氧化碳生产石墨烯轮毂的方法，其具体制备步骤为：

第一步、从粉煤灰中分别提取氧化铝、氧化钛、氧化镁，制取铝合金、钛合金、镁合金，或金属铝、金属钛、金属镁；

第二步、将从冶金、煤化工或电厂捕集二氧化碳，送入二氧化碳岛；一部分二氧化碳和金属镁送燃烧器岛500—3000℃燃烧制取石墨烯；或用二氧化碳干冰燃烧金属镁制取石墨烯；一部分二氧化碳用等离子体法制取碳黑；

第三步、将质量比0.05—2.0％的石墨烯分别与铝合金、钛合金、镁合金经热熔铸造石墨烯铝合金轮毂、石墨烯钛合金轮毂、石墨烯镁合金轮毂产品；

第四步、从粉煤灰中提取氧化钙送入电石岛生产电石，加水制取乙炔；一部分乙炔制取乙炔碳黑，一部分乙炔用CVD方法制石墨烯；

第五步、将第四步中质量比0.05—2.0％的石墨烯、5—50％的乙炔碳黑与聚烯烃送入石墨烯改性烯烃岛制取石墨烯改性烯烃后，制取石墨烯聚烯烃抗静电轮毂、石墨烯碳纤维抗静电轮毂、石墨烯铝镁合金抗静电轮毂。

所述第一步中，将粉煤灰进行脱硫加热350—400℃和脱水、去杂处理。

所述第二步中，优选送入二氧化碳岛的二氧化碳的纯度为95—99.9％。