[发明专利]石墨烯的生态友好生产

权利要求书

1.一种直接由纸浆、纸或纸产品生产石墨烯的方法，所述方法包括在1,500℃至3,400℃范围内的石墨化温度下在基本上非氧化的环境中使所述纸浆、纸或纸产品经受石墨化处理持续足以形成石墨烯材料产品的一段时间的程序。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述纸浆、纸或纸产品包括消费后的、再生的或回收的产品。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述石墨化温度大于2,000℃。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述石墨化温度大于2,500℃。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述石墨化温度大于2,800℃。

6.如权利要求1所述的方法，其中，使所述纸浆、纸或纸产品经受石墨化处理的所述程序包括：将所述纸浆、纸或纸产品放置于热处理室中，并使所述产品暴露于低于1,500℃的初始温度下，然后将其升高至在1,500℃至3,400℃范围内的温度。

7.如权利要求1所述的方法，其中，使所述纸浆、纸或纸产品经受石墨化处理的所述程序包括：(a)将所述纸浆、纸或纸产品放置于热处理室中并使所述产品暴露于选自200℃至500℃范围的第一处理温度持续第一时间段，以形成第一中间产物；(b)在选自700℃至1,500℃范围的第二温度下进一步热处理所述第一中间产物持续第二时间段，以形成第二中间产物；以及(c)在选自2,000℃至3,400℃范围的温度下使所述第二中间产物经受最终石墨化处理。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述热处理室具有由选自石墨、钨、碳化钨、氧化锆、氧化钼、氧化铌、钽、氧化钽或其组合的高温耐火材料构成的结构。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述非氧化的环境包括氮气、氢气、稀有气体或其组合。

10.如权利要求6所述的方法，其中，在将所述纸浆、纸或纸产品放入所述热处理室中之前，将其堆积或压实成原料。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述堆积或压实的纸浆、纸或纸产品的堆积密度为在从0.1至1.5g/cm³的范围内。

12.如权利要求10所述的方法，其中，所述堆积或压实的纸浆、纸或纸产品的堆积密度为在从0.2至1.2g/cm³的范围内。

13.如权利要求1所述的方法，其中，在将所述纸浆、纸或纸产品热处理之前，将其与碳化促进剂或阻燃剂混合，所述碳化促进剂或阻燃剂选自由以下组成的组：酸的含氮盐、酸、酸盐、金属卤化物、磷酸衍生物、氯硅烷及其组合。

14.如权利要求1所述的方法，其中，所述石墨烯材料产品呈粉末形式，含有至少80％的单层或少层石墨烯片，其中少层石墨烯被定义为具有2至10个堆叠在一起的石墨烯平面的石墨烯片。

15.如权利要求1所述的方法，其中，所述石墨烯材料产品含有至少90％的单层或少层石墨烯片。

16.如权利要求1所述的方法，其进一步包括从所述石墨烯材料产品中的非石墨烯碳残留物中分离或回收石墨烯的步骤。

17.如权利要求1所述的方法，其中，所述纸或纸产品包括选自以下的材料或产品：纸基、证券纸、建筑纸、盒纸板、瓦楞纸箱板、刨花板、封面纸、信封纸、胶版纸、绝缘板纸、牛皮袋纸、牛皮包装纸、机械纸、新闻纸、餐巾纸、双胶纸、包装纸、纸板、印刷书写纸、高级纸、粗纸、再生纸、白板纸、特种纸、薄页纸或其组合。