[发明专利]石墨烯强化增韧孔性固废基催化剂制备及在制氢中的应用

摘要

本发明公开了一种石墨烯强化增韧孔性固废基催化剂的制备方法及其在制氢中的应用，将石墨烯与粒化高炉矿渣粉复合，制成粒化高炉矿渣胶凝材料基体，二维的石墨烯在三维孔性的粒化高炉矿渣胶凝材料基体中相互搭接，形成石墨烯相互连通的导电催化材料。制备方法是以石墨烯和工业固体废弃物粒化高炉矿渣粉为原料，与氢氧化钠水溶液在搅拌装置中进行化学反应形成浆体、经成型、养护得到石墨烯强化增韧孔性固废基催化剂。将石墨烯强化增韧孔性固废基催化剂用于光催化分解水制氢，6小时的最佳产氢量523.53μmol/g。整个催化剂制备及应用工艺过程无三废排放，设备简单，原料易得，可实现固废制取新材料以及获得氢能的双重目的。

主权项

一种石墨烯强化增韧孔性固废基催化剂的制备方法，其特征在于，该方法是以工业固体废弃物粒化高炉矿渣以及石墨烯为原料，与氢氧化钠水溶液在搅拌装置中进行拌合，发生化学反应形成浆体，然后进行成型及养护得到石墨烯强化增韧孔性固废基催化剂材料；具体包括下列步骤：(1)准确称取粒化高炉矿渣粉原料，置入搅拌机中；(2)称取石墨烯原料，掺量为粒化高炉矿渣粉原料质量的0.01‑0.02％，置于搅拌机中，与粒化高炉矿渣粉干混均匀；(3)称取固体氢氧化钠，其掺量为粒化高炉矿渣粉质量的3％；(4)称取水，其水的掺量与粒化高炉矿渣粉质量之比为0.28；将固体氢氧化钠溶入水中；然后将氢氧化钠水溶液加入搅拌机中，拌和进行化学反应形成均匀的浆体；(5)将浆体装入模具中成型，1d后脱模，放入标准养护箱中养护1d后脱模，再放入标准养护箱中养护2d，得到石墨烯强化增韧孔性固废基催化剂材料试块，分别检测试块的抗压及抗折强度、比表面积、孔径以及孔体积；然后将试块敲碎，过70目‑45目筛，制得粒径范围0.215mm‑0.325mm的石墨烯强化增韧孔性固废基催化剂。