[发明专利]一种从煤中提取纳米碳多形晶混合物的绿色方法

权利要求书

1.从煤中提取一种以上的纳米碳多形晶的方法，其特征在于，该方法不使用氧化或任何化学蚀刻，而是采用环保工艺，包含以下工艺内容：

选择合适的煤源；

将所选煤进行干燥机械粉化；

从无机矿物中浮沉分选出有机组分；

不加研磨剂，将分离出的有机组分湿粉碎至200-1000nm；

在研磨剂的辅助下，对粉碎过的亚微米有机成分再进行后续的湿粉碎，得到小于100nm的纳米碳多形晶混合物；

分选纳米碳多形晶和非晶形的有机纳米组分；

将包含不同煤组分的分选纳米分散体混合成专用配方，作为高性能定制产品；

其中纳米碳多形晶包含碳纳米纤维、碳纳米管、碳纳米洋葱、纳米石墨烯、纳米石墨片中的至少两种；

其中煤是从无烟煤、高阶无烟煤和半石墨、及它们的组合中选取；

其中对粉煤成分的浮沉分选包括使用含ZnCl₂的水溶液、烷烃液体、四氯化碳、吡啶、氯仿、醚、烷烃、及其组合物的液体介质；

其中湿粉碎包括把粉化并筛选后的煤粉放入含有表面活性剂和分散稳定剂的液体介质中，并把煤粉湿润、分散和次第粉碎成纳米级颗粒。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，纳米碳多形晶形态为直径1nm-50nm的球形；边缘尺寸不超过100nm、厚度不超过2nm的片状；截面尺寸不超过20nm、长度不小于50nm的丝状、以及它们的组合。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中纳米碳多形晶由碳组成，其质量浓度超过90%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中纳米碳多形晶显示衍射特征，并包含较完好晶体或凌乱杂晶结构。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中纳米碳多形晶的密度为1.5-2.1g/cm³。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中煤从平均随机镜质体反射率为3-10%的煤中选择。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中煤是从ISO 11760煤炭分类中的无烟煤A、无烟煤B、无烟煤C、以及它们的组合中选择的。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中煤是从ISO 11760煤炭分类中的无烟煤A中选择的。

9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中煤是从ISO 11760煤炭分类中的无烟煤B中选择的。

10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中煤是从ISO 11760煤炭分类无烟煤C中选择的。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中机械粉磨包括辗磨、研磨及其组合，粉体尺寸范围为50-500微米。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述液体介质包括水、烷醇、烷烃液体、醚、四氯化碳、及其组合物。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，其中所述液体介质包括甘油、乙二醇、丙二醇或离子液体。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中表面活性剂和分散剂包括四氢呋喃酯、乙氧基醇、烷基硫酸盐、烷基羧酸盐、聚山梨酯、聚山梨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、及其组合物。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中湿粉碎是用高速旋转器进行的。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中湿粉碎是使用商业FILMIX混合器进行的。