本發(fā)明涉及一種三維多孔石墨烯泡沫塊體的簡單廉價制備方法，具體涉及一種高溫石墨化制備三維多孔石墨烯泡沫塊體的方法。

背景技術(shù)：

隨著全球工業(yè)快速發(fā)展，油污廢水的排放也日益增多，對水質(zhì)和土壤造成了巨大的污染，嚴(yán)重影響到人類的健康與可持續(xù)發(fā)展。此外，伴隨著化石原料大量開采過程中所造成的油污泄露事件也越來越多，對環(huán)境和生態(tài)造成無法挽回的破壞。因此，設(shè)計和開發(fā)新材料和新工藝以應(yīng)對日益嚴(yán)重的油污污染問題具有十分重大的意義。石墨烯是一種高度sp2雜化的材料，具有優(yōu)秀的物理化學(xué)性質(zhì)，比如具有良好的導(dǎo)電性能，其載流子率在室溫下可達(dá)到1.5×10⁴cm²/(v·s)，其拉伸模量和本征強(qiáng)度分別為1000gpa和130gpa；導(dǎo)熱性極好,熱導(dǎo)率達(dá)5000w/(m·k)。由于這些優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，石墨烯材料在能源、環(huán)境、傳感和計算機(jī)芯片等領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用前景^[1],[2]。特別地，由于其較好的疏水性能和較高的比表面積，高質(zhì)量的石墨烯材料在油污吸附方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能^[3]。更重要的是，石墨烯材料具有較低的密度，因此與傳統(tǒng)的吸附材料相比，石墨烯材料吸附油污所需要的質(zhì)量更少。但是，石墨烯作為一種平面二維材料，片層之間十分容易堆疊，造成比表面積和孔體積大大減少，使得其直接用于油污吸附材料有許多困難。這就需要我們能從結(jié)構(gòu)入手，構(gòu)造適合的三維石墨烯材料。近來，有研究者用泡沫鎳為襯底，制備得到三維石墨烯材料，但受泡沫鎳襯底的制約，其孔徑較大，達(dá)幾百微米，難以被利用起來。此外，這種方法制備的三維石墨烯機(jī)械強(qiáng)度很差，也限制了其在油污吸附方面的應(yīng)用。由此可見，要將石墨烯材料用于油污吸附領(lǐng)域，需要制備得到較大比表面積和孔體積，較高強(qiáng)度的三維石墨烯材料。

從三維石墨烯的構(gòu)造入手，人們研究了多種方法，主要有還原氧化石墨烯(rgo)自組裝、三維襯底上通過化學(xué)氣相沉積(cvd)生長石墨烯等。rgo自組裝方法可以制備得到較高孔體積的三維石墨烯材料，在油污吸附方面也表現(xiàn)出了較好的性能，然而這種方法制備的到的材料機(jī)械性能較差，難以適應(yīng)油污吸附中存在的惡劣條件。另外，由于這種方法得到的石墨烯含有很高的含氧官能團(tuán)，其疏水性和親油性也受到制約。三維襯底上(比如sio2)通過cvd生長石墨烯能夠制備得到高質(zhì)量、高機(jī)械性能和高疏水性的三維石墨烯^[4]，但由于這種方法涉及到cvd過程和模板的刻蝕，因而成本很高，很難向?qū)嶋H應(yīng)用當(dāng)中推廣。綜上，低成本制備高質(zhì)量三維石墨烯材料仍然面臨較多問題，但這種材料的開發(fā)對于環(huán)境治理具有十分重大的意義；

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[4]h.bi,i.w.chen,t.linandf.huang,advancedmaterials,2015,27,5943-5949.。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

面對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，為了能夠制備高質(zhì)量的三維石墨烯材料，本發(fā)明的目的在于提供一種可以低成本制備三維多孔石墨烯泡沫材料的方法，以及制備的三維多孔石墨烯泡沫材料及其應(yīng)用。

一方面，本發(fā)明提供了一種制備三維多孔石墨烯泡沫材料的方法，包括：

將高分子工業(yè)產(chǎn)品在惰性氣氛中進(jìn)行熱處理，然后再在惰性氣氛中在900～2500℃下石墨化1～5小時，得到所述三維多孔石墨烯塊體；

所述有機(jī)高分子工業(yè)產(chǎn)品為超輕粘土或/和紙粘土。

本發(fā)明首次利用高分子工業(yè)化產(chǎn)品(例如超輕粘土或/和紙粘土)在惰性氣氛中進(jìn)行熱處理使之充分碳化，并在惰性氣氛中在900～2500℃下高溫石墨化，最終制備高質(zhì)量的三維石墨烯塊體。該高分子產(chǎn)品價格低廉，具有優(yōu)異的可塑性，因而能夠制備得到各種不同形狀和尺寸的塊體材料。根據(jù)本發(fā)明所述方法得到的三維多孔石墨烯塊體具有良好的疏水性，較高的孔體積，一定的機(jī)械強(qiáng)度，能夠很好的應(yīng)用于油污吸附領(lǐng)域。

較佳地，所述熱處理為在300～600℃下保溫1～5小時。本發(fā)明先在300～600℃下保溫1～5小時后，使高分子材料失去部分h和o元素，避免高溫下氣體的快速產(chǎn)生和脫出對材料構(gòu)成破壞。再于900～2500℃下石墨化1～5小時，使材料失去絕大部分o元素，并得到較大程度上的晶化。

較佳地，所述惰性氣氛為惰性氣體、或惰性氣體與氫氣的混合氣，所述惰性氣體為氮氣、氬氣和氦氣中的至少一種。

又，較佳地，所述惰性氣體的流量為1～800sccm，所述氫氣的流量為1～100sccm。

較佳地，所述石墨化的溫度為900～2500℃，時間為1～5小時。

較佳地，將所述高分子工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)處理，使其充分干燥脫水后再進(jìn)行熱處理。

較佳地，所述干燥脫水的方式為室溫干燥或/和烘箱干燥。所述室溫干燥為在0～30℃下干燥1天～15天。所述烘箱干燥為在40～120℃下干燥1～15天。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述的方法制備的三維多孔石墨烯泡沫材料，所述三維多孔石墨烯塊體的微觀形態(tài)為三維連通的大孔結(jié)構(gòu)，大孔孔徑為10～100μm。

再一方面，本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述方法制備的三維多孔石墨烯泡沫材料在油污吸附中的應(yīng)用。

本發(fā)明通過選擇合適的高分子材料能夠制備得到規(guī)則形狀塊體以及良好孔徑的石墨烯材料。進(jìn)一步的，以這樣的方法制備得到的石墨烯材料(三維石墨烯塊體或三維石墨烯泡沫材料)具有良好疏水性和親油性，豐富的大孔結(jié)構(gòu)，一定的機(jī)械強(qiáng)度和抗熱性以滿足油污吸附領(lǐng)域的需要。

附圖說明

圖1示出本發(fā)明實施例1所用到的烘干之后的高分子原材料實物照片；

圖2示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體實物照片；

圖3示經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體掃描電鏡照片，可以觀察到其中為10μm至100μm大小的孔徑結(jié)構(gòu)；

圖4示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體高倍掃描電鏡照片，可以三維連通的孔徑結(jié)構(gòu)；

圖5示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體的高分辨透射電鏡照片，從中可以看到石墨烯層數(shù)大概為8層左右；

圖6示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的的三維多孔石墨烯塊體的拉曼光譜圖，可以看到圖譜中具有典型的石墨烯所具有的三個特征峰；

圖7示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體的xrd圖譜，可以看到在26°附近具有較強(qiáng)的衍射峰，表明碳材料高度石墨化；

圖8示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體的接觸角測試結(jié)果照片，三維石墨烯塊體對水的接觸角為140°；

圖9示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體負(fù)載水面上的實物照片；

圖10示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體吸附有機(jī)物的性能照片，圖中橫坐標(biāo)值表示吸附有機(jī)物的質(zhì)量與三維石墨烯塊體質(zhì)量的比值；

圖11示出經(jīng)本發(fā)明實施例2制備得到的三維多孔石墨烯實物圖及sem圖；

圖12示出經(jīng)本發(fā)明實施例3制備得到的三維多孔石墨烯實物圖及sem圖；

圖13示出經(jīng)本發(fā)明實施例4制備得到的三維多孔石墨烯實物圖及sem圖；

圖14示出經(jīng)本發(fā)明實施例5制備得到的三維多孔石墨烯實物圖及sem圖；

圖15示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體承受自身重量～10000倍的砝碼。

具體實施方式

以下通過下述實施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，應(yīng)理解，下述實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。

本發(fā)明首次利用高分子工業(yè)化產(chǎn)品高溫碳化并石墨化制備高質(zhì)量的三維石墨烯塊體。具體而言，將該產(chǎn)品在較低溫度下充分干燥脫水，然后在惰性氣體保護(hù)下熱處理一段時間(例如在管式爐中碳化)。最后在惰性氣氛中(例如利用高溫氮氣爐)充分石墨化。本發(fā)明得到的三維多孔石墨烯塊體具有良好的疏水性，較高的孔體積，一定的機(jī)械強(qiáng)度，能夠很好的應(yīng)用于油污吸附領(lǐng)域。以下示例性地說明本發(fā)明提供的制備三維多孔石墨烯泡沫材料的方法。

本發(fā)明中，高分子工業(yè)產(chǎn)品包括但不限于紙粘土、超輕粘土等。其中高分子工業(yè)產(chǎn)品紙粘土、超輕粘土可購自商用。另外，高分子產(chǎn)品微觀結(jié)構(gòu)中含有大量20～100μm大小的孔，使得其在碳化過程產(chǎn)生的碳氮氧化物氣體等可以從材料中順暢地分解出來，從而對制備的碳材料不會構(gòu)成結(jié)構(gòu)破壞。需要指出的是，經(jīng)這種高分子產(chǎn)品直接碳化并不能得到三維宏觀塊體，而是需要通過一定的干燥方法使其充分脫水，定形。在此基礎(chǔ)上，低溫下的熱處理使氣體緩慢脫出對材料的密度和塊體結(jié)構(gòu)十分關(guān)鍵，屬于本發(fā)明的重要部分。具體而言，將該高分子工業(yè)化產(chǎn)品先充分干燥脫水，然后進(jìn)行熱處理使其碳化，最后再進(jìn)行石墨化，最終得到三維多孔石墨烯泡沫材料。

將高分子工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)處理，使其充分干燥脫水。具體而言，將一種高分子工業(yè)產(chǎn)品在室溫下放置一定時間脫水干燥(室溫干燥)，然后放置在一定溫度的烘箱當(dāng)中干燥一定時間(烘箱干燥)。所述干燥脫水的方式可為室溫干燥或/和烘箱干燥。所述室溫干燥可為在0～30℃下干燥1天～15天。所述烘箱干燥可為在40～120℃下干燥1～15天。作為一個示例，將高分子工業(yè)產(chǎn)品(例如，紙粘土、超輕粘土、和超輕土等)在室溫下充分放置一定時間，室溫的溫度可為0℃～30℃，優(yōu)選為10℃～20℃，放置時間可為1天～15天，優(yōu)選為7天～12天。然后置于烘箱當(dāng)中，烘箱溫度可為40℃～120℃，優(yōu)選為60℃～80℃，放置時間可為1天～15天，優(yōu)選為5天～10天。

將烘干完畢的高分子工業(yè)產(chǎn)品(例如，紙粘土、超輕粘土)在惰性氣氛下進(jìn)行熱處理(碳化處理)。具體來說，隨后將樣品在一定氣氛條件下進(jìn)行熱處理：升溫至一定溫度，保溫一段時間，該保溫溫度可為300℃～600℃，優(yōu)選為370℃～430℃。保溫時間可為1小時～5小時，優(yōu)選為2小時～3小時。其中高分子工業(yè)產(chǎn)品(例如，紙粘土、超輕粘土等)熱處理的氣氛為惰性氣體或者惰性氣體與氫氣的混合氣體。惰性氣體可為氮氣、氬氣、和氦氣中的至少一種。惰性氣體流量為1sccm～800sccm，氫氣氣體流量為1sccm～100sccm。

將熱處理后得到的樣品在惰性氣氛(例如高溫惰性氣氛爐)中進(jìn)一步石墨化，即制備得到三維多孔石墨烯塊體。處理溫度可為900℃～2500℃，優(yōu)選為1500℃～2300℃。石墨化時間可為1小時～5小時，優(yōu)選為2小時～3小時。所述石墨化的氣氛可為惰性氣氛，優(yōu)選為氬氣、氮氣、和氦氣中的至少一種。

此外，本發(fā)明只需普通氣氛爐(高溫惰性氣氛爐)即可實現(xiàn)三維多孔石墨烯塊體的大規(guī)模制備，成本低，操作簡單，十分適合工業(yè)化生產(chǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的方法制備的三維多孔石墨烯塊體，其微觀形態(tài)為三維連通的大孔結(jié)構(gòu)，大孔孔徑在10μm～100μm之間。本發(fā)明的三維多孔石墨烯塊體孔徑分布均勻，孔體積較大，具有十分優(yōu)異的疏水性能、較大的孔體積、和一定的機(jī)械強(qiáng)度，是油污吸附的合適材料，可應(yīng)用于油污吸附領(lǐng)域。

在本發(fā)明的一個示例中，制備流程如下：

(1)以超輕粘土為原料，在室溫下放置一定時間，以適度脫水干燥。然后放置于60℃～80℃烘箱當(dāng)中，放置一定時間；

(2)將烘干后的超輕粘土在氬氣和氫氣的保護(hù)下升溫至370℃～430℃，保溫2～3個小時；

(3)然后將得到的樣品在高溫氮氣爐中升溫至900℃～2500℃，保溫2～3小時，即制備得到三維多孔石墨烯塊體材料；

(4)制備得到的三維多孔石墨烯塊體材料對有機(jī)物具有十分優(yōu)異的吸附性能，吸附的有機(jī)物包括但不限制為甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、三氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烯、四氯化碳、十氫萘、環(huán)己烷、二硫化碳等等。

本發(fā)明利用超輕粘土通過惰性氣體碳化以及高溫石墨化制備三維多孔石墨烯塊體。這種三維多孔石墨烯塊體具有優(yōu)異的疏水性、較大的孔體積和一定的機(jī)械強(qiáng)度，因而在油污吸附方面具有較好的應(yīng)用。

參見圖1，其示出本發(fā)明所用到的烘干之后的高分子原材料實物照片；

參見圖2，其示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體實物照片；

參見圖15，其示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體能夠承受自身重量～10000倍的砝碼；

參見圖3，其示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體掃描電鏡照片，可以觀察到其中為10μm至100μm大小的孔徑結(jié)構(gòu)；

參見圖4，其示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體高倍掃描電鏡照片，可以三維連通的孔徑結(jié)構(gòu)；

參見圖5，其示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體的高分辨透射電鏡照片，從中可以看到石墨烯層數(shù)大概為8層左右；

參見圖6，其示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體的拉曼光譜圖，可以看到圖譜中具有典型的石墨烯所具有的三個特征峰；

參見圖7，其示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體的xrd圖譜，可以看到在26°附近具有較強(qiáng)的衍射峰，表明碳材料高度石墨化；

參見圖8，其示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體的接觸角測試結(jié)果照片，三維石墨烯塊體對水的接觸角為140°；

參見圖9，其示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體負(fù)載水面上的實物照片；

參見圖10，其示出經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體吸附有機(jī)物的性能照片，圖中橫坐標(biāo)值表示吸附有機(jī)物的質(zhì)量與三維石墨烯塊體質(zhì)量的比值；

參見圖11，其示出經(jīng)本發(fā)明實施例2制備得到的三維多孔石墨烯實物圖及sem圖；

參見圖12，其示出經(jīng)本發(fā)明實施例3制備得到的三維多孔石墨烯實物圖及sem圖；

參見圖13，其示出經(jīng)本發(fā)明實施例4制備得到的三維多孔石墨烯實物圖及sem圖。

下面進(jìn)一步例舉實施例以詳細(xì)說明本發(fā)明。同樣應(yīng)理解，以下實施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下述示例具體的工藝參數(shù)等也僅是合適范圍中的一個示例，即本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過本文的說明做合適的范圍內(nèi)選擇，而并非要限定于下文示例的具體數(shù)值。

實施例1

以衢州貝蒙文教用品制造有限公司生產(chǎn)的bm24-100型號的超輕粘土為原料，在室溫下放置7天，以適度脫水干燥。然后放置于60℃烘箱當(dāng)中，放置7天。將烘干后的超輕粘土在氬氣和氫氣的保護(hù)下升溫至400℃，氬氣流量為300sccm，氫氣流量為30sccm，保溫2個小時。然后將得到的樣品在高溫氮氣爐中升溫至2200℃，保溫2小時，即制備得到三維多孔石墨烯塊體材料。

制備得到的三維多孔石墨烯塊體材料密度為20mg/cm³，根據(jù)石墨密度為2.6g/cm³計算得到該塊體材料的孔隙率為99.24％，對有機(jī)物具有十分優(yōu)異的吸附性能，吸附的有機(jī)物包括但不限制為甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、三氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烯、四氯化碳、十氫萘、環(huán)己烷、二硫化碳等等。經(jīng)本發(fā)明實施例1干燥的高分子原材料實物照片如圖1所示。經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體實物照片如圖2所示。如圖15所示，該塊體具有良好的抗壓強(qiáng)度，面積為0.8cm*0.8cm，厚度為2.8mm，重18.2mg的一個塊體可以承受200g重量的砝碼，即能夠承受超過自身10000倍的重量。

經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體的掃描電鏡照片如圖3和圖4所示，可以看到本發(fā)明方法制備的三維多孔石墨烯塊體具有豐富的10μm至100μm大小的孔徑結(jié)構(gòu)，并且孔徑之間是互相連通的。經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體的高分辨透射電鏡照片如圖5所示，可以看到石墨烯層數(shù)大概在8層左右。經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體的拉曼圖譜如圖6所示，圖中出現(xiàn)了石墨烯典型的三個峰，分別為d峰、g峰和2d峰。

經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體的xrd圖譜如圖7所示，可以看到在26°附近具有較強(qiáng)的衍射峰，表明碳材料高度石墨化。

經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體的接觸角測試結(jié)果照片，三維石墨烯塊體對水的接觸角為140°，如圖8所示。經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體負(fù)載水面上的實物照片，如圖9所示，從中可以看到，三維多孔石墨烯塊體具有十分優(yōu)異的疏水性能。經(jīng)本發(fā)明實施例1制備得到的三維多孔石墨烯塊體吸附有機(jī)物的性能照片如圖10所示，圖中橫坐標(biāo)值表示吸附有機(jī)物的質(zhì)量與三維石墨烯塊體質(zhì)量的比值。經(jīng)本發(fā)明的方法制備得到的三維多孔石墨烯塊體最高可以吸附自身重量60倍的四氯乙烯。

實施例2

以衢州貝蒙文教用品制造有限公司生產(chǎn)的bm24-100型號的超輕粘土為原料，在室溫下放置7天，以適度脫水干燥。然后放置于60℃烘箱當(dāng)中，放置1天。將烘干后的超輕粘土在氬氣和氫氣的保護(hù)下升溫至400℃，氬氣流量為300sccm，氫氣流量為30sccm，保溫2個小時。然后將得到的樣品在高溫氮氣爐中升溫至2200℃，保溫2小時，即制備得到三維多孔石墨烯塊體材料。

制備得到的三維多孔石墨烯塊體材料密度為0.1g/cm³左右，孔隙率達(dá)到96.2％，對有機(jī)物具有十分優(yōu)異的吸附性能，吸附的有機(jī)物包括但不限制為甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、三氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烯、四氯化碳、十氫萘、環(huán)己烷、二硫化碳等等。圖11為實施例2制備得到的三維多孔石墨烯實物圖及其sem圖，從圖中可以觀察到10μm至100μm大小的孔徑結(jié)構(gòu)，孔之間互相連通，形成三維孔道網(wǎng)絡(luò)。該塊體具有良好的抗壓強(qiáng)度，能夠承受超過自身10000倍的重量。

實施例3

以衢州貝蒙文教用品制造有限公司生產(chǎn)的bm24-100型號的超輕粘土為原料，在室溫下放置7天，以適度脫水干燥。然后放置于60℃烘箱當(dāng)中，放置7天。將烘干后的超輕粘土在氬氣和氫氣的保護(hù)下升溫至500℃，氬氣流量為300sccm，氫氣流量為30sccm，保溫2個小時。然后將得到的樣品在高溫氮氣爐中升溫至2200℃，保溫2小時，即制備得到三維多孔石墨烯塊體材料。

制備得到的三維多孔石墨烯塊體材料密度為0.08g/cm³左右，孔隙率達(dá)到97.0％，對有機(jī)物具有十分優(yōu)異的吸附性能，吸附的有機(jī)物包括但不限制為甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、三氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烯、四氯化碳、十氫萘、環(huán)己烷、二硫化碳等等。圖12為實施例3制備得到的三維多孔石墨烯實物圖及其sem圖，從圖中可以觀察到10μm至100μm大小的孔徑結(jié)構(gòu)，孔之間互相連通，形成三維孔道網(wǎng)絡(luò)。該塊體具有良好的抗壓強(qiáng)度，能夠承受超過自身10000倍的重量。

實施例4

以衢州貝蒙文教用品制造有限公司生產(chǎn)的bm24-100型號的超輕粘土為原料，在室溫下放置7天，以適度脫水干燥。然后放置于60℃烘箱當(dāng)中，放置7天。將烘干后的超輕粘土在氬氣和氫氣的保護(hù)下升溫至300℃，氬氣流量為300sccm，氫氣流量為30sccm，保溫2個小時。然后將得到的樣品在高溫氮氣爐中升溫至2200℃，保溫2小時，即制備得到三維多孔石墨烯塊體材料。

制備得到的三維多孔石墨烯塊體材料密度為0.026g/cm³，孔隙率達(dá)到99.0％，對有機(jī)物具有十分優(yōu)異的吸附性能，吸附的有機(jī)物包括但不限制為甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、三氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烯、四氯化碳、十氫萘、環(huán)己烷、二硫化碳等等。圖13為實施例4制備得到的三維多孔石墨烯實物圖及其sem圖，從圖中可以觀察到10μm至100μm大小的孔徑結(jié)構(gòu)，孔之間互相連通，形成三維孔道網(wǎng)絡(luò)。該塊體具有良好的抗壓強(qiáng)度，能夠承受超過自身10000倍的重量。

實施例5

以衢州貝蒙文教用品制造有限公司生產(chǎn)的bm24-100型號的超輕粘土為原料，在室溫下放置7天，以適度脫水干燥。然后放置于60℃烘箱當(dāng)中，放置7天。將烘干后的超輕粘土在氬氣和氫氣的保護(hù)下升溫至400℃，氬氣流量為300sccm，氫氣流量為30sccm，保溫2個小時。然后將得到的樣品在高溫氮氣爐中升溫至1800℃，保溫2小時，即制備得到三維多孔石墨烯塊體材料。

制備得到的三維多孔石墨烯塊體材料密度為0.026g/cm³，孔隙率達(dá)到99.0％，對有機(jī)物具有十分優(yōu)異的吸附性能，吸附的有機(jī)物包括但不限制為甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、三氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烯、四氯化碳、十氫萘、環(huán)己烷、二硫化碳等等。圖14為實施例5制備得到的三維多孔石墨烯實物圖及其sem圖，從圖中可以觀察到10μm至100μm大小的孔徑結(jié)構(gòu)，孔之間互相連通，形成三維孔道網(wǎng)絡(luò)。該塊體具有良好的抗壓強(qiáng)度，能夠承受超過自身10000倍的重量。

產(chǎn)業(yè)應(yīng)用性

本方法對設(shè)備要求低，制備周期短，可以實現(xiàn)宏量制備，制備規(guī)模受限于爐子大小。制備得到的三維多孔石墨烯塊體疏水親油性能好，擁有豐富的孔道結(jié)構(gòu)，油污吸附性能優(yōu)異。本發(fā)明制備得到的三維多孔石墨烯塊體在油污吸附領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景。