一种废弃有机物制备氧化石墨烯的方法与流程

本发明涉及氧化石墨烯制备，具体而言，涉及一种废弃有机物制备氧化石墨烯的方法。

背景技术：

1、石墨烯及其衍生物因其优异的电学、机械、光学、催化、磁学等性能在包括但不仅限于医疗、食品、化工、电器、环境、生物、能源领域大放异彩，成为材料界新星，其制备和应用技术在问世以来的较短时间内即得到了长足发展。现有氧化石墨烯原料主要以石墨矿为主，在通过采矿选矿以后，常经历hummer等条件严苛的方法进行氧化，得到良好分散的氧化石墨，再通过超声剥离步骤得到可分散的氧化石墨烯分散液。整个工艺不仅流程繁琐、耗能巨大、产生大量有毒有害液体，且产品性能因化学缺陷大打折扣，其高昂的成本与不足的性能均阻碍了石墨烯及其衍生物的规模化应用。因此，寻找低廉原料、制取高质量氧化石墨烯成为破解上述问题的关键。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种废弃有机物制备氧化石墨烯的方法，其具有操作简单，成本低廉，绿色环保等特点，对高效、高附加值处理有机废弃物具有重要意义。

2、本发明的实施例是这样实现的：

3、本发明提供了一种废弃有机物制备氧化石墨烯的方法，包括步骤：

4、a.废弃有机物的收集与前处理，对废弃有机物进行破碎、干燥处理；

5、b.填料的制备，在处理后的废弃有机物中加入导电粉墨，制成填料；

6、c.高质量石墨烯的制备，将填料填充于石英管中，用匹配石英管口径的电极棒用力压实并施加特定电压进行闪蒸，制得石墨烯产物；

7、d.高质量、高纯度氧化石墨烯的制备，将制得的石墨烯产物加入到发烟硝酸中进行氧化得到氧化石墨烯。

8、进一步的，所述废弃有机物包括人造高分子有机物制品或天然高分子有机物。

9、进一步的，所述人造高分子有机物制品包括塑料口袋、注射器管、电器外壳、饮料瓶、轮胎；所述天然高分子有机物包括果皮、枯树枝、干花草、动物标本。

10、进一步的，在步骤a中，需将废弃有机物破碎为细小碎片或粉末，然后在真空干燥箱中作脱水处理。

11、进一步的，在步骤a中，对附有油脂的废弃有机物，对废弃有机物进行破碎后，将废弃有机物碎片倒入100ml 1mol/l的naoh溶液，在80℃条件下搅拌2h，去除废弃有机物碎片表面附着的油脂，然后在抽滤装置的辅助下，用去离子水彻底清洗废弃有机物碎片，并在80℃条件下真空干燥至恒重。

12、进一步的，在步骤b中，所述导电粉墨为石墨粉，在处理后的废弃有机物中加入石墨粉，混合均匀，增强导电性，制成填料。

13、进一步的，在步骤c中，电极棒为铜螺丝钉。

14、进一步的，所述特定电压为70-130v，制成填料的电阻为1.4-4ω，闪蒸温度2850-3100k，施加特定电压的时间即脉冲时间为10-150ms。

15、进一步的，所述施加特定电压的时间即脉冲时间为100ms。

16、进一步的，在步骤d中，具体的将制得的石墨烯产物加入到发烟硝酸中，在80℃条件下进行回流1h，在将石墨烯氧化为氧化石墨烯的同时，可将无定型碳和低链烷烃氧化为co2，达到提纯的目的，再通过过滤、清洗、干燥即可得到氧化石墨烯粉末。

17、本发明提供的一种废弃有机物制备氧化石墨烯的方法的有益效果为：

18、本发明将废弃有机物干燥、粉碎后，适量混入导电粉末以增加废弃有机物碎片的导电性；随后，将废弃有机物与导电粉的混合物制成填料，将填料填压于石英管正负电极之间，此时因废弃物电阻较大，当施加电压直至形成通路时，过高的功率将产生超过3000k高温，令废弃有机物瞬间汽化形成c、h、o、s、n等单原子；与此同时，过高的能量将以强光的形式辐射出去，导致反应池中的温度快速冷却，而这一过程中，高活性的单原子会寻找能量最低、结构最稳定的形式进行键合；其中，少量s、n、o会形成氧化物气体分子挥发出去，而含量最多的c原子和少量h原子则形成纯度为99％的六方晶石墨烯，且回收率可达90％以上；随后，将石墨烯产物倒入发烟硝酸中回流1h，可将石墨烯氧化为氧化石墨烯，同时将残余、少量的无定型碳和低链烷烃氧化为co2加以除去，达到产物提纯的目的。本发明具有操作简单，成本低廉，绿色环保等特点，对高效、高附加值处理有机废弃物具有实际意义。

技术特征：

1.一种废弃有机物制备氧化石墨烯的方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的废弃有机物制备氧化石墨烯的方法，其特征在于：所述废弃有机物包括人造高分子有机物制品或天然高分子有机物。

3.根据权利要求2所述的废弃有机物制备氧化石墨烯的方法，其特征在于：所述人造高分子有机物制品包括塑料口袋、注射器管、电器外壳、饮料瓶、轮胎；所述天然高分子有机物包括果皮、枯树枝、干花草、动物标本。

4.根据权利要求1所述的废弃有机物制备氧化石墨烯的方法，其特征在于：在步骤a中，需将废弃有机物破碎为细小碎片或粉末，然后在真空干燥箱中作脱水处理。

5.根据权利要求1所述的废弃有机物制备氧化石墨烯的方法，其特征在于：在步骤a中，对附有油脂的废弃有机物，对废弃有机物进行破碎后，将废弃有机物碎片倒入100ml 1mol/l的naoh溶液，在80℃条件下搅拌2h，去除废弃有机物碎片表面附着的油脂，然后在抽滤装置的辅助下，用去离子水彻底清洗废弃有机物碎片，并在80℃条件下真空干燥至恒重。

6.根据权利要求1所述的废弃有机物制备氧化石墨烯的方法，其特征在于：在步骤b中，所述导电粉墨为石墨粉，在处理后的废弃有机物中加入石墨粉，混合均匀，增强导电性，制成填料(3)。

7.根据权利要求1所述的废弃有机物制备氧化石墨烯的方法，其特征在于：在步骤c中，电极棒(2)为铜螺丝钉。

8.根据权利要求1所述的废弃有机物制备氧化石墨烯的方法，其特征在于：所述特定电压为70-130v，制成填料(3)的电阻为1.4-4ω，闪蒸温度2850-3100k，施加特定电压的时间即脉冲时间为10-150ms。

9.根据权利要求8所述的废弃有机物制备氧化石墨烯的方法，其特征在于：所述施加特定电压的时间即脉冲时间为100ms。

10.根据权利要求1所述的废弃有机物制备氧化石墨烯的方法，其特征在于：在步骤d中，具体的将制得的石墨烯产物加入到发烟硝酸中，在80℃条件下进行回流1h，在将石墨烯氧化为氧化石墨烯的同时，可将无定型碳和低链烷烃氧化为co2，达到提纯的目的，再通过过滤、清洗、干燥即可得到氧化石墨烯粉末。

技术总结本发明提供了一种废弃有机物制备氧化石墨烯的方法，包括步骤：废弃有机物的收集与前处理,对废弃有机物进行破碎、干燥处理；填料的制备,在处理后的废弃有机物中加入导电粉墨，制成填料(3)；高质量石墨烯的制备,将填料填充于石英管(1)中，用匹配石英管口径的电极棒(2)用力压实并施加特定电压进行闪蒸，制得石墨烯产物；高质量、高纯度氧化石墨烯的制备,将制得的石墨烯产物加入到发烟硝酸中进行氧化得到氧化石墨烯。其具有操作简单，成本低廉，绿色环保等特点，对高效、高附加值处理有机废弃物具有重要意义。技术研发人员：余昊,欧建臻,张宝月受保护的技术使用者：佛山市明诚管理有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11