一种瓦斯吸附剂及其制备方法

摘要

本发明属于煤矿安全生产技术领域，公开了一种瓦斯吸附剂及其制备方法。包括如下步骤：将浸泡过纳米催化剂的微孔金属基底在惰性气体保护的气氛下，以3℃/min速度升温至300℃后，保温2h，再通入含碳化合物；以10℃/min升温至600℃后，保温1h；以25℃/min升温至1000℃后，立即以10℃/min降温至室温，得到多孔石墨烯；将多孔石墨烯与碳纳米管混合均匀后，机械融合，得到多维孔洞结构的石墨烯复合物；将此复合物浸入表面活性剂中，置于减压，温度为35℃下，保持2h后，得到多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂。本申请的瓦斯吸附剂吸附量大，吸附速率快，且制备方法简单，易于工业化。

权利要求

1.一种瓦斯吸附剂，其特征在于，所述瓦斯吸附剂为吸附有表面活性剂的多维孔洞结构的石墨烯复合物，所述石墨烯复合物由多孔石墨烯与碳纳米管按照质量比为100:1～5制成，所述石墨烯复合物的比表面为1000m2/g～2000m2/g，孔隙率为70%～90%；

所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、二氯甲烷、三氯甲烷、烷基葡糖苷APG、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的瓦斯吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）多孔石墨烯的制备：

采用激光法向金属基底上均匀打孔，得到微孔金属基底；

将微孔金属基底于纳米催化剂的溶液中浸泡2h～3h后取出，再置于旋转炉中；

在惰性气体保护的气氛下，以1℃/min～5℃/min的速度将旋转炉升温至290℃～310℃后，保温0.5h～3h，保温结束后再通入含碳化合物；

再以5℃/min～15℃/min的速度将旋转炉升温至590℃～610℃后，保温0.5h～1h；

最后以20℃/min～30℃/min的速度将旋转炉升温至980℃～1100℃后立即以9℃/min～11℃/min的速度降温至室温，得到多孔石墨烯，待用；

（2）多维孔洞结构的石墨烯复合物的制备：

将多孔石墨烯与碳纳米管混合均匀后，机械融合1h～1.5h，得到多维孔洞结构的石墨烯复合物，待用；

（3）多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂的制备：

将多维孔洞结构的石墨烯复合物浸入表面活性剂中，置于压力为-0.15Mpa～-

0.10Mpa，温度为30℃～40℃状态下，保持2h～5h后，得到多维的孔洞结构石墨烯复合吸附剂。

3.如权利要求2所述的瓦斯吸附剂的制备方法，其特征在于，所述微孔金属基底的孔径为0.5nm～5nm，孔隙率为70%～90%；

所述纳米催化剂与含碳化合物的质量比为0.05～0.5:1；

所述多孔石墨烯与碳纳米管按照质量比为100：1～5进行混合；

所述多维孔洞结构的石墨烯复合物与表面活性剂的质量比为100：5～15。

4.如权利要求2所述的瓦斯吸附剂的制备方法，其特征在于，所述多孔石墨烯的比表面积为1000m2/g～2500m2/g。

5.如权利要求2所述的瓦斯吸附剂的制备方法，其特征在于，所述纳米催化剂为金属单质或/和金属氧化物，且所述纳米催化剂尺寸为5nm～50nm。

6.如权利要求5所述的瓦斯吸附剂的制备方法，其特征在于，所述金属单质为ⅡB-ⅧB族的金属；所述金属氧化物为ⅡB-ⅧB族中的金属氧化物。

7.如权利要求6所述的瓦斯吸附剂的制备方法，其特征在于，所述金属单质为锌、铜、铁、锰、镧或锕中的一种或几种；所述金属氧化物为氧化钇、氧化铁或四氧化三钴中的一种或几种。

8.如权利要求2所述的瓦斯吸附剂的制备方法，其特征在于，所述含碳化合物包括醇类、烷烃、烯烃、炔烃、环烃及芳香烃类中的至少一种。

9.如权利要求2所述的瓦斯吸附剂的制备方法，其特征在于，所述金属基底为过渡金属基底。

说明书

一种瓦斯吸附剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于煤矿安全生产技术领域，特别涉及一种瓦斯吸附剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 瓦斯，主要以甲烷(CH4)为主，还有少量的乙烷(C2H6)和丙烷(C3H8)等轻烃与空气的混合物，是宝贵的能源资源。我国高瓦斯矿井多，煤矿瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患。近年来，煤矿重特大瓦斯爆炸事故时有发生，给人民群众生命财产造成了重大损失。瓦斯爆炸浓度区间为5％-15％，预防瓦斯爆炸直接且有效的方法是矿井通风排空或进行瓦斯抽放等，但是现有的这些预防方法所需时间周期长，投资大。

[0003] 此外，瓦斯中的甲烷CH4具有破坏地球臭氧层的作用，对气候的温室效应是CO2的20多倍，而当瓦斯中的CH4富集到80％以上，可以作为化工原料或高效燃料，煤矿瓦斯气直接排放将造成严重的环境污染和资源浪费。

[0004] 因此如何快速、高效的降低矿井中的瓦斯浓度及充分利用瓦斯中的主要成分甲烷，对进一步加大煤矿开采力度，强化煤矿瓦斯治理，减轻煤矿瓦斯灾难，充分利用能源资源，有效保护生态环境至关重要。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于，针对现有降低矿井中瓦斯浓度方面存在的上述问题，提供一种能够用于快速吸附矿井中瓦斯的吸附剂以及制备方法。

[0006] 为了实现上述目的，本申请采用的技术方案为：

[0007] 一种瓦斯吸附剂，所述瓦斯吸附剂为吸附有表面活性剂的多维孔洞结构的石墨烯复合物，所述多维孔洞结构的石墨烯复合物的比表面为1000m2/g～2000m2/g，孔隙率为70％～90％。

[0008] 进一步的，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、卤代烃氯仿、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、烷基葡糖苷APG、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一种或几种。

[0009] 上述的瓦斯吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

[0010] (1)多孔石墨烯的制备：

[0011] 采用激光法向金属基底上均匀打孔，得到微孔金属基底；

[0012] 将微孔金属基底浸泡于纳米催化剂的溶液中2h～3h后取出，置于旋转炉中；

[0013] 惰性气体保护的气氛下，以1℃/min～5℃/min的速度将旋转炉升温至290℃～310℃后，保温0.5h～3h，保温结束后再通入含碳化合物；

[0014] 再以5℃/min～15℃/min的速度将旋转炉升温至590℃～610℃后，保温0.5h～1h；

[0015] 最后，以20℃/min～30℃/min的速度将旋转炉升温至980℃～1100℃后，立即以9℃/min～11℃/min的速度降温至室温，得到多孔石墨烯，待用；

[0016] (2)多维孔洞结构的石墨烯复合物的制备：

[0017] 将多孔石墨烯与碳纳米管混合均匀后，机械融合1h～1.5h，得到多维孔洞结构的石墨烯复合物，待用；

[0018] (3)多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂的制备：

[0019] 将多维孔洞结构的石墨烯复合物浸入表面活性剂中，置于压力为-0.15Mpa～-0.10Mpa，温度为30℃～40℃状态下，保持2h～5h后，得到多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂。

[0020] 进一步的，所述微孔金属基底的孔径为0.5nm～5nm，孔隙率为70％～90％；

[0021] 所述纳米催化剂与含碳化合物的质量比为0.05～0.5:1；

[0022] 所述多孔石墨烯与碳纳米管按照质量比为100：1～5进行混合；

[0023] 所述多维的孔洞结构的石墨烯复合物与表面活性剂的质量比为100：5～15。

[0024] 进一步的，所述多孔石墨烯的比表面积为1000m2/g～2500m2/g。

[0025] 进一步的，所述纳米催化剂为金属单质或/和金属氧化物，且所述纳米催化剂尺寸为5nm～50nm。

[0026] 进一步的，所述金属单质为ⅡB-ⅧB族的金属；所述金属氧化物为ⅡB-ⅧB族中的金属氧化物。

[0027] 进一步的，所述金属单质为锌、铜、铁、锰、镧或锕中的一种或几种；所述金属氧化物为氧化钇、氧化铁或四氧化三钴中的一种或几种。

[0028] 进一步的，所述含碳化合物包括醇类、烷烃、烯烃、炔烃、环烃及芳香烃类中的至少一种。

[0029] 进一步的，所述金属基底为过渡金属。

[0030] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0031] (1)这种瓦斯吸附剂在吸附剂用量与传统吸附剂用量相同的情况下，吸附量为其他方法吸附量的十余倍，吸附速率快，能够快速降低矿井中瓦斯的浓度，提高矿井的安全指数。

[0032] (2)制备方法将石墨烯、碳纳米管和表面活性剂进行复合得到吸附量优异的瓦斯吸附剂，制备方法简单，易于工业化。

附图说明

[0033] 图1是本发明带有均匀分布微孔的金属基材的示意图；

[0034] 图2是本发明多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂的结构示意图。

具体实施方式

[0035] 为了使本发明的技术手段、创作特征、达到目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明的具体实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0036] 一种瓦斯吸附剂，所述瓦斯吸附剂为吸附有表面活性剂的多维孔洞结构的石墨烯复合物，所述多维孔洞结构的石墨烯复合物的比表面为1000m2/g～2000m2/g，孔隙率为70％～90％。

[0037] 进一步的，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、卤代烃氯仿、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、烷基葡糖苷APG、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一种或几种。

[0038] 上述的瓦斯吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

[0039] (1)多孔石墨烯的制备：

[0040] 采用激光法向金属基底上均匀打孔，得到微孔金属基底；

[0041] 将微孔金属基底浸泡于纳米催化剂的溶液中2h～3h后取出，置于旋转炉中；

[0042] 惰性气体保护的气氛下，以1℃/min～5℃/min的速度将旋转炉升温至290℃～310℃后，保温0.5h～3h，保温结束后再通入含碳化合物；

[0043] 再以5℃/min～15℃/min的速度将旋转炉升温至590℃～610℃后，保温0.5h～1h；

[0044] 最后，以20℃/min～30℃/min的速度将旋转炉升温至980℃～1100℃后，立即以9℃/min～11℃/min的速度降温至室温，得到多孔石墨烯，待用；

[0045] (2)多维孔洞结构的石墨烯复合物的制备：

[0046] 将多孔石墨烯与碳纳米管混合均匀后，机械融合1h～1.5h，得到多维孔洞结构的石墨烯复合物，待用；

[0047] (3)多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂的制备：

[0048] 将多维孔洞结构石墨烯复合物浸入表面活性剂中，置于压力为-0.15Mpa～-0.10Mpa，温度为30℃～40℃状态下，保持2h～5h后，得到多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂。

[0049] 进一步的，所述微孔金属基底的孔径为0.5nm～5nm，孔隙率为70％～90％；

[0050] 所述纳米催化剂与含碳化合物的质量比为0.05～0.5:1；

[0051] 所述多孔石墨烯与碳纳米管按照质量比为100：1～5进行混合；

[0052] 所述多维的孔洞结构的石墨烯复合物与表面活性剂的质量比为100：5～15。

[0053] 进一步的，所述多孔石墨烯的比表面积为1000m2/g～2500m2/g。

[0054] 进一步的，所述纳米催化剂为金属单质或/和金属氧化物，且所述纳米催化剂尺寸为5nm～50nm。

[0055] 进一步的，所述金属单质为ⅡB-ⅧB族的金属；所述金属氧化物为ⅡB-ⅧB族中的金属氧化物。

[0056] 进一步的，所述金属单质为锌、铜、铁、锰、镧或锕中的一种或几种；所述金属氧化物为氧化钇、氧化铁或四氧化三钴中的一种或几种。

[0057] 进一步的，所述含碳化合物包括醇类、烷烃、烯烃、炔烃、环烃及芳香烃类中的至少一种。

[0058] 进一步的，所述金属基底为过渡金属。

[0059] 以下实施例中所采用的碳纳米管的直径为10nm～100nm。

[0060] 金属基底为过渡金属箔，大小为1cm2～15cm2。

[0061] 实施例1

[0062] 一种瓦斯吸附剂，瓦斯吸附剂为吸附有表面活性剂的多维孔洞结构的石墨烯复合物，多维孔洞结构的石墨烯复合物的比表面为1000m2/g，孔隙率为70％。

[0063] 一种瓦斯吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

[0064] (1)多孔石墨烯的制备：

[0065] 取10cm2铜箔作为金属基底，采用激光法在铜箔表面均匀打孔，得到微孔金属基底，孔径为0.5nm～5nm，孔隙率为70％，如图1所示。

[0066] 将微孔金属基底浸泡于纳米催化剂水溶液中中，纳米催化剂水溶液中纳米催化剂与水的配比为1g：100mL，2h后取出，置于真空旋转炉中；其中微孔金属基底与纳米催化剂的质量比为100:1，且纳米催化剂为氧化铁和四氧化三钴的混合物，且氧化铁和四氧化三钴的配比为10:1；

[0067] 在氮气气体保护的气氛下，以2℃/min的速度将旋转炉升温至300℃后，保温2h，保温结束后再通入含碳化合物，此处的含碳化合物为乙烯和乙醇的液气混合物；纳米催化剂与含碳化合物的质量比为0.05:1，其中乙烯和乙醇的配比为2:1。

[0068] 再以10℃/min的速度将旋转炉升温至600℃后，保温1h；

[0069] 再以20℃/min的速度将旋转炉升温至1000℃后，立即以10℃/min降温至室温，得到多孔石墨烯，待用；经检测得到的多孔石墨烯的比表面积高达1200m2/g。

[0070] (2)多维孔洞结构的石墨烯复合物的制备：

[0071] 首先将多孔石墨烯从金属基底上刮下，再将多孔石墨烯与碳纳米管按照重量比为100：3进行混合均匀后，球磨1h，得到多维的孔洞结构的石墨烯复合物，待用。

[0072] (3)多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂的制备：

[0073] 将多维孔洞结构的石墨烯复合物浸入表面活性剂中，置于压力为-0.1Mpa，温度为30℃状态下，保持2h后，得到多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂，如图2所示。

[0074] 其中多维孔洞结构的石墨烯复合物与表面活性剂的质量比为100：10，且表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

[0075] 将上述制备的多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂置于矿井中，当吸附剂用量为5g/m3时，在不施加任何外力的情况下，瓦斯的吸附量为220cm2/g，是其他方法吸附量的10余倍，且吸附速率快，可快速降低矿井中瓦斯的浓度，提高矿井的安全指数。

[0076] 实施例2

[0077] 一种瓦斯吸附剂，瓦斯吸附剂为吸附有表面活性剂的多维孔洞结构的石墨烯复合物，所述多维孔洞结构的石墨烯复合物的比表面为1500m2/g，孔隙率为80％。

[0078] 一种瓦斯吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

[0079] (1)多孔石墨烯的制备：

[0080] 取15cm2镍箔作为金属基底，采用激光法在铜箔表面均匀打孔，得到微孔金属基底，孔径为0.5nm～5nm，孔隙率为80％；

[0081] 将微孔金属基底浸泡于纳米催化剂水溶液中，纳米催化剂水溶液中纳米催化剂与水的配比为1g:200mL，3h后取出，置于真空旋转炉中；其中微孔金属基底与纳米催化剂的质量比为100:5，且纳米催化剂为氧化钇和锌的混合物，且氧化钇和锌的配比为1:10；

[0082] 在氩气气体保护的气氛下，以1℃/min的速度将旋转炉升温至290℃后，保温0.5h，保温结束后再通入含碳化合物，此处的含碳化合物为乙烷和丙醇的液气混合物；纳米催化剂与含碳化合物的质量比为0.5:1，其中乙烷和丙醇的配比为2:1。

[0083] 再以5℃/min的速度将旋转炉升温至590℃后，保温0.5h；

[0084] 最后，以20℃/min的速度将旋转炉升温至1000℃后，立即以9℃/min降温至室温，得到多孔石墨烯，待用；经检测得到的多孔石墨烯的比表面积高达1000m2/g。

[0085] (2)多维孔洞结构的石墨烯复合物的制备：

[0086] 首先将多孔石墨烯从微孔金属基底上刮下，再将多孔石墨烯与碳纳米管按照重量比为100：1进行混合均匀后，球磨并搅拌1.5h，得到多维孔洞结构的石墨烯复合物，待用。

[0087] (3)多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂的制备：

[0088] 将多维孔洞结构的石墨烯复合物浸入表面活性剂中，置于压力为-0.15Mpa，温度为30℃状态下，保持2h后，得到多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂；

[0089] 其中多维孔洞结构的石墨烯复合物与表面活性剂的质量比为100：5，且表面活性剂为烷基葡糖苷APG。

[0090] 将上述制备的多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂置于矿井中，当吸附剂用量为5g/m3时，在不施加任何外力的情况下，瓦斯的吸附量为190cm2/g，是其他方法吸附量的8余倍，且吸附速率快，可快速降低矿井中瓦斯的浓度，提高矿井的安全指数。

[0091] 实施例3

[0092] 一种瓦斯吸附剂，瓦斯吸附剂为吸附有表面活性剂的多维孔洞结构的石墨烯复合物，所述多维孔洞结构的石墨烯复合物的比表面为2000m2/g，孔隙率为90％。

[0093] 一种瓦斯吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

[0094] (1)多孔石墨烯的制备：

[0095] 取10cm2铂箔作为金属基底，采用激光法在铜箔表面均匀打孔，得到微孔金属基底，孔径为0.5nm～5nm，孔隙率为90％；

[0096] 将微孔金属基底浸泡于纳米催化剂水溶液中，纳米催化剂水溶液中纳米催化剂与水的配比为1g:150mL，2.5h后取出，置于真空旋转炉中；其中微孔金属基底与纳米催化剂的质量比为100:3，且纳米催化剂为铜；

[0097] 在氩气气体保护的气氛下，以5℃/min的速度将旋转炉升温至310℃后，保温3h，保温结束后再通入含碳化合物，此处的含碳化合物为丙烷；纳米催化剂与含碳化合物的质量比为0.1:1；

[0098] 再以15℃/min的速度将旋转炉升温至610℃后，保温1h；

[0099] 最后，以30℃/min的速度将旋转炉升温至1100℃后，立即以11℃/min降温至室温，得到多孔石墨烯，待用；经检测得到的多孔石墨烯的比表面积高达1800m2/g。

[0100] (2)多维孔洞结构的石墨烯复合物的制备：

[0101] 首先将多孔石墨烯从微孔金属基底上取下，再将多孔石墨烯与碳纳米管按照重量比为100：5进行混合均匀后，砂磨1h，得到多维孔洞结构的石墨烯复合物，待用。

[0102] (3)多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂的制备：

[0103] 将多维孔洞结构的石墨烯复合物浸入表面活性剂中，置于压力为-0.1Mpa，温度为40℃状态下，保持5h后，得到多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂；

[0104] 其中多维孔洞结构的石墨烯复合物与表面活性剂的质量比为100：15，且表面活性剂为卤代烃氯仿。

[0105] 将上述制备的多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂置于矿井中，当吸附剂用量为5g/m3时，在不施加任何外力的情况下，瓦斯的吸附量为240cm2/g，是其他方法吸附量的11余倍，且吸附速率快，可快速降低矿井中瓦斯的浓度，提高矿井的安全指数。

[0106] 实施例4

[0107] 一种瓦斯吸附剂，瓦斯吸附剂为吸附有表面活性剂的多维孔洞结构的石墨烯复合物，所述多维孔洞结构的石墨烯复合物的比表面为1300m2/g，孔隙率为75％。

[0108] 一种瓦斯吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

[0109] (1)多孔石墨烯的制备：

[0110] 取1cm2钴箔作为金属基底，采用激光法在铜箔表面均匀打孔，得到微孔金属基底，孔径为0.5nm～5nm，孔隙率为83％；

[0111] 将微孔金属基底浸泡于纳米催化剂中，3h后取出，置于真空旋转炉中；其中微孔金属基底与纳米催化剂的质量比为100:5，且纳米催化剂为铜；

[0112] 在氩气气体保护的气氛下，以3℃/min的速度将旋转炉升温至300℃后，保温2.5h，保温结束后再通入含碳化合物，此处的含碳化合物为环己烷；纳米催化剂与含碳化合物的质量比为0.3:1；

[0113] 再以10℃/min的速度将旋转炉升温至600℃后，保温1h；

[0114] 最后以25℃/min的速度将旋转炉升温至1100℃后，立即以10℃/min降温至室温，得到多孔石墨烯，待用；经检测得到的多孔石墨烯的比表面积高达1300m2/g。

[0115] (2)多维孔洞结构的石墨烯复合物的制备：

[0116] 将多孔石墨烯与碳纳米管按照重量比为100：4进行混合均匀后，机械融合1.5h，得到多维孔洞结构的石墨烯复合物，待用。

[0117] (3)多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂的制备：

[0118] 将多维孔洞结构的石墨烯复合物浸入表面活性剂中，置于压力为-0.1Mpa，温度为40℃状态下，保持3h后，得到多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂；

[0119] 其中多维孔洞结构的石墨烯复合物与表面活性剂的质量比为100：10，且表面活性剂为脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯的按照质量比为1:1:1混合的混合物。

[0120] 将上述制备的多维孔洞结构石的墨烯复合吸附剂置于矿井中，当吸附剂用量为5g/m3时，在不施加任何外力的情况下，瓦斯的吸附量为200cm2/g，是其他方法吸附量的10余倍，且吸附速率快，可快速降低矿井中瓦斯的浓度，提高矿井的安全指数。

[0121] 实施例5

[0122] 一种瓦斯吸附剂，瓦斯吸附剂为吸附有表面活性剂的多维孔洞结构的石墨烯复合物，所述多维孔洞结构的石墨烯复合物的比表面为1800m2/g，孔隙率为83％。

[0123] 一种瓦斯吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

[0124] (1)多孔石墨烯的制备：

[0125] 取5cm2镍箔作为金属基底，采用激光法在铜箔表面均匀打孔，得到微孔金属基底，孔径为0.5nm～5nm，孔隙率为80％；

[0126] 将微孔金属基底浸泡于纳米催化剂溶液中，纳米催化剂水溶液中纳米催化剂与水的配比为1g:130mL，3h后取出，置于真空旋转炉中；其中微孔金属基底与纳米催化剂的质量比为100:5，且纳米催化剂为氧锰、镧和锌的混合，且锰、镧和锌的配比为4:1:5；

[0127] 在氩气气体保护的气氛下，以2℃/min的速度将旋转炉升温至290℃后，保温1h，保温结束后再通入含碳化合物，此处的含碳化合物为环丁烷；纳米催化剂与含碳化合物的质量比为0.2:1。

[0128] 再以8℃/min的速度将旋转炉升温至590℃后，保温0.5h；

[0129] 最后以20℃/min的速度将旋转炉升温至1000℃后，立即以9℃/min降温至室温，得到多孔石墨烯，待用；经检测得到的多孔石墨烯的比表面积高达2000m2/g。

[0130] (2)多维孔洞结构的石墨烯复合物的制备：

[0131] 将多孔石墨烯与碳纳米管按照重量比为100：2.5进行混合均匀后，机械融合1.5h，得到多维孔洞结构的石墨烯复合物，待用。

[0132] (3)多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂的制备：

[0133] 将多维孔洞结构的石墨烯复合物浸入表面活性剂中，置于压力为-0.15Mpa，温度为30℃状态下，保持4h后，得到多维的孔洞结构石墨烯复合吸附剂；

[0134] 其中多维孔洞结构的石墨烯复合物与表面活性剂的质量比为100：7，且表面活性剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳按照质量比为1:1:1混合后的混合物。

[0135] 将上述制备的多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂置于矿井中，当吸附剂用量为5g/m3时，在不施加任何外力的情况下，瓦斯的吸附量为215cm2/g，是其他方法吸附量的10余倍，且吸附速率快，可快速降低矿井中瓦斯的浓度，提高矿井的安全指数。

[0136] 实施例6

[0137] 一种瓦斯吸附剂，瓦斯吸附剂为吸附有表面活性剂的多维孔洞结构的石墨烯复合物，所述多维孔洞结构的石墨烯复合物的比表面为1700m2/g，孔隙率为79％。

[0138] 一种瓦斯吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

[0139] (1)多孔石墨烯的制备：

[0140] 取12cm2铅箔作为金属基底，采用激光法在铜箔表面均匀打孔，得到微孔金属基底，孔径为0.5nm～5nm，孔隙率为70％；

[0141] 将微孔金属基底浸泡于纳米催化剂溶液中，纳米催化剂水溶液中纳米催化剂与水的配比为1g:180mL，3h后取出，置于真空旋转炉中；其中微孔金属基底与纳米催化剂的质量比为100:5，且纳米催化剂为锕、氧化钇、氧化铁的混合，且锕、氧化钇、氧化铁的配比为1:1:10；

[0142] 在氩气气体保护的气氛下，以2℃/min升温至290℃后，保温1h，保温结束后再通入含碳化合物，此处的含碳化合物为苯丙烯；纳米催化剂与含碳化合物的质量比为0.4:1。

[0143] 再以8℃/min的速度将旋转炉升温至590℃后，保温0.5h；

[0144] 最后以20℃/min的速度将旋转炉升温至1000℃后，立即以9℃/min降温至室温，得到多孔石墨烯，待用；经检测得到的多孔石墨烯的比表面积高达2000m2/g。

[0145] (2)多维孔洞结构的石墨烯复合物的制备：

[0146] 将多孔石墨烯与碳纳米管按照重量比为100：3.5进行混合均匀后，机械融合1.5h，得到多维孔洞结构的石墨烯复合物，待用。

[0147] (3)多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂的制备：

[0148] 将多维孔洞结构的石墨烯复合物浸入表面活性剂中，置于压力为-0.15Mpa，温度为30℃状态下，保持4h后，得到多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂；

[0149] 其中多维孔洞结构的石墨烯复合物与表面活性剂的质量比为100：13，且表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、卤代烃氯仿、二氯甲烷按照质量比为1:1:1混合后的混合物。

[0150] 将上述制备的多维孔洞结构的石墨烯复合吸附剂置于矿井中，当吸附剂用量为5g/m3时，在不施加任何外力的情况下，瓦斯的吸附量为230cm2/g，是其他方法吸附量的11余倍，且吸附速率快，可快速降低矿井中瓦斯的浓度，提高矿井的安全指数。

[0151] 综上所述，本申请的瓦斯吸附剂在吸附剂用量与传统吸附剂用量相同的情况下，吸附量为其他方法吸附量的十余倍，吸附速率快，能够快速降低矿井中瓦斯的浓度，提高矿井的安全指数。且制备这种吸附剂的制备方法简单，易于工业化。

[0152] 以上公开的仅为本发明的较佳实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。