[发明专利]一种综合利用废旧轮胎热解产物制备硬碳-石墨烯复合材料的方法

权利要求书

1.一种综合利用废旧轮胎热解产物制备硬碳-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将粉碎处理后的的废旧轮胎胶粉置于反应器中，在流量为0.1～1.8m³/h高纯惰性气体气流下，采用0.1～25℃/min的升温速率，自室温升温至200～700℃，保温0.5～20h进行热解生成热解气、热解油、与热解碳；

步骤二、在装置排气出口设置热解油冷凝系统，收集得到热解油产物；

步骤三、收集气相产物，并测定其气体含量，通过掺入所需气体的方式调节气体碳源、载气和氢气的摩尔比为(0.01～25)：1：(0.01～20)，得到优化热解气；

步骤四、当热解步骤结束时，关闭原惰性气体阀门，通入流量为0.1～1.8m³/h的优化热解气，反应器中进行CVD生长石墨烯，不经过降温直接升温至500～1800℃并保温0.1～25h，生长结束后，关闭优化热解气阀门，引入惰性气体，并使反应器自然冷却，得到硬碳-石墨烯复合材料；

步骤五、对硬碳-石墨烯复合材料纯化处理。

2.如权利要求1所述的综合利用废旧轮胎热解产物制备硬碳-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，步骤一中所述的反应器为流化床、管式炉、移动床、固定床、烧蚀床、悬浮炉和回转窑中的任意一种反应器。

3.如权利要求2所述的综合利用废旧轮胎热解产物制备硬碳-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，步骤一中所述的反应器为管式流化床反应器，其内径为20～500mm，高0.5～10m。

4.如权利要求3所述的综合利用废旧轮胎热解产物制备硬碳-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，所述的管式流化床反应器上端装有锥形粉末分离沉降器。

5.如权利要求3所述的综合利用废旧轮胎热解产物制备硬碳-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，所述的管式流化床反应器中胶粉装填量为2～100g，粒度为1～15目。

6.如权利要求1所述的综合利用废旧轮胎热解产物制备硬碳-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，所述的惰性气体包括氮气、氩气和氦气之中的任一种或几种的混合物。

7.如权利要求1所述的综合利用废旧轮胎热解产物制备硬碳-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，步骤三中所述的气体碳源包括甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丁烷、一氧化碳和液化石油气中的任一种或几种的混合物；

所述的载气包括氮气、氩气和氦气中的任一种或几种的混合物。

8.如权利要求2所述的综合利用废旧轮胎热解产物制备硬碳-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，步骤一中所述的反应器为管式炉、移动床、固定床、烧蚀床、悬浮炉和回转窑中的任意一种反应器。

9.如权利要求8所述的综合利用废旧轮胎热解产物制备硬碳-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，所述的步骤五纯化处理方法包括：

将步骤四制备的硬碳-石墨烯复合材料研磨均匀，分别置于摩尔浓度为0.05～10mol/L酸溶液和摩尔浓度为0.05～10mol/L的碱溶液中在搅拌状态下浸泡洗剂0.2～50h，浸泡完成后用去离子水洗剂，重复处理1～3次，然后在30～200℃温度下烘干0.2～50h。

10.如权利要求9所述的综合利用废旧轮胎热解产物制备硬碳-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，所述的酸溶液包括硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、醋酸、乙酸、氨基磺酸、羟基乙酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸中的任一种或几种的混合溶液；

所述的碱溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、氨水、氢氧化钡和氢氧化钙中的任一种或几种的混合溶液。