[发明专利]一种氧化石墨烯/活性炭复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化石墨烯/活性炭复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1.制备氧化石墨烯溶液；S2.向所述氧化石墨烯溶液逐滴滴加聚乙烯醇溶液，并以第一预设时间进行搅拌获取第一混合溶液；S3.向所述第一混合溶液中加入椰壳炭，并以第二预设时间搅拌后静置获得第二混合溶液；S4.向所述第二混合溶液中加入可溶性淀粉、甲醛和戊烷并充分搅拌获取第三混合溶液；S5.向所述第三混合溶液中逐滴滴加浓硫酸后，送入烘箱以第一预设温度和第三预设时间对其固化，并采用去离子水对固化后的产物进行多次洗涤后获取所述氧化石墨烯/活性炭复合材料。本发明的泡沫氧化石墨烯的工艺可以避免氧化石墨烯出现片层堆叠，保持氧化石墨烯单片层的特性。

技术领域

本发明涉及复合材料制备领域，尤其涉及一种氧化石墨烯/活性炭复合材料的制备方法。

背景技术

活性炭拥有超高比表面积，但是活性炭表面的含氧官能团有限，所能提供的活性位点也有限；同时活性炭的大孔提供的比表面积有限。

石墨烯拥有良好的电学和力学性能，但是石墨烯二维结构的特点导致石墨烯很难稳定存在，通常会发生团聚。特殊的是，石墨烯片层接枝含氧官能团后得到的氧化石墨烯可以在水溶液中稳定分散。但是固态的氧化石墨烯很难保持单片层的特点。

因此，如何实现活性炭和氧化石墨烯的结合是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化石墨烯/活性炭复合材料的制备方法，能够获得稳定的氧化石墨烯/活性炭复合材料。

为实现上述发明目的，本发明提供一种氧化石墨烯/活性炭复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.制备氧化石墨烯溶液；

S2.向所述氧化石墨烯溶液逐滴滴加聚乙烯醇溶液，并以第一预设时间进行搅拌获取第一混合溶液；

S3.向所述第一混合溶液中加入椰壳炭，并以第二预设时间搅拌后静置获得第二混合溶液；

S4.向所述第二混合溶液中加入可溶性淀粉、甲醛和戊烷并充分搅拌获取第三混合溶液；

S5.向所述第三混合溶液中逐滴滴加浓硫酸后，送入烘箱以第一预设温度和第三预设时间对其固化，并采用去离子水对固化后的产物进行多次洗涤后获取所述氧化石墨烯/活性炭复合材料。

根据本发明的一个方面，步骤S1中，所述氧化石墨烯溶液中，所述氧化石墨烯的浓度为1-3mg/ml。

根据本发明的一个方面，所述聚乙烯醇溶液采用聚乙烯醇溶于去离子水制成，且所述聚乙烯醇的浓度为0.03-0.1g/ml。

根据本发明的一个方面，所述第一预设时间为0.5-1.5h。

根据本发明的一个方面，步骤S3中。所述第二预设时间为4h，以及，以第二预设时间搅拌后静置至少12h后获取所述第二混合溶液。

根据本发明的一个方面，步骤S4中。向所述第二混合溶液中加入的可溶性淀粉的量为5-9g，甲醛的量为10-12ml，戊烷的量为5-8ml。

根据本发明的一个方面，步骤S5中，向所述第三混合溶液中逐滴滴加浓硫酸的量为5-10ml。

根据本发明的一个方面，所述第一预设温度为50-70℃，所述第三预设时间为1-2h。

根据本发明的一个方面，步骤S1中，包括：

S11.以鳞片石墨、浓硫酸和高锰酸钾配置第一溶液，将所述第一溶液升温至第二预设温度并以第四预设时间进行氧化反应获得第二溶液，以第一预设添加量向所述第二溶液中滴加去离子水。在滴加完成后升温至第三预设温度并以第五预设时间进行反应，再次加入去离子水终止所述反应，将反应后的溶液降至室温并逐滴滴加双氧水，直至不产生气泡并获得第三溶液；