[發(fā)明專利]一種石墨烯-銀納米粒子復(fù)合材料的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110103781.3
• 申請(qǐng)日: 2011-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN102160998A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于美;劉鵬瑞;劉建華;李松梅;安軍偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/50
• 分類號(hào): B01J23/50;B22F9/24;B82Y40/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米復(fù)合材料的制備方法，尤其涉及一種石墨烯-銀納米粒子復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

石墨烯(Graphene)是近年來廣泛研究的一種新型碳材料。其結(jié)構(gòu)是由單層碳原子緊密堆積成為的二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)。由于石墨烯具有優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)等方面的性能，在其問世的短短幾年中就已成為熱點(diǎn)研究的材料。由于具有獨(dú)特二維納米結(jié)構(gòu)，使得石墨烯成為了一個(gè)非常理想的納米組合成份來制備石墨烯的復(fù)合材料。而石墨烯內(nèi)在的優(yōu)異性能也使得基于石墨烯的復(fù)合材料呈現(xiàn)出許多優(yōu)異的特性，并受到了極大的關(guān)注。目前，石墨烯的復(fù)合材料已在儲(chǔ)能、催化、高分子、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域展示出了一些優(yōu)越的性質(zhì)和潛在的應(yīng)用。例如，文獻(xiàn)Kamat?P?V.Graphene?based?nanoarchitectures：Anchoring?semiconductor?and?metal?nanoparticles?on?a?two-dimensional?carbon?support.J.Phys.Chem.Lett.[J]，2009，1(2)：520-527，利用石墨烯為載體負(fù)載納米粒子，可以提高這些粒子在儲(chǔ)能、催化、傳感器、光電等領(lǐng)域的應(yīng)用性能等等。這些復(fù)合物的制備也拓寬了石墨烯材料的研究領(lǐng)域，使得石墨烯材料向?qū)嶋H應(yīng)用方面更邁進(jìn)了一步。

Ag納米粒子由于其特殊的電子結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積使得它在化學(xué)反應(yīng)的催化、表面增強(qiáng)拉曼散射、傳感、生物標(biāo)記、抗菌等方面有著重要的應(yīng)用。石墨烯-銀納米粒子復(fù)合物的制備引起了科學(xué)家的關(guān)注。如文獻(xiàn)Ki-Seok?Kim，Ick-Jun?Kim，Soo-Jin?Park.Influence?of?Ag?doped?graphene?on?electrochemical?behaviors?and?specificcapacitance?of?polypyrrole-based?nanocomposites[J]Synthetic?Metals，2010，160，2355-2360中Ki-Seok?Kim在穩(wěn)定劑和偶聯(lián)劑(PVP(聚吡咯烷酮)和APTMS(3-氨丙基三甲氧基硅氧烷))存在的氧化石墨烯水溶液中，利用肼作為還原劑制備了銀納米粒子直徑在2-5nm的石墨烯-銀納米粒子復(fù)合物；Jianfeng?Shen，Min?Shi，Na?Li，Bo?Yan，Hongwei?Ma，Yizhe?Hu，and?Mingxin?Ye.Facile?Synthesis?and?Application?of?Ag-Chemically?ConvertedGrapheneNanocomposite[J]。Nano?Res，2010，3，339-349中Shen利用硼氫化鈉和乙二醇的混合還原劑制備了石墨烯-銀納米粒子復(fù)合物；文獻(xiàn)Manash?R?Das，Rupak?KSarma，RatulSaikia，Vinayak?S?Kale，Manjusha?V?Shelke，Pinaki?Sengupta. Synthesis?of?silver?nanoparticles?in?an?aqueous?suspension?of?graphene?oxidesheets?and?its?antimic

盡管關(guān)于石墨烯-銀納米粒子復(fù)合材料的報(bào)道已經(jīng)有一定基礎(chǔ)，但是上述報(bào)道的石墨烯-銀納米粒子復(fù)合材料制備方法有的用到了有毒的強(qiáng)還原劑肼和硼氫化鈉，有的是在強(qiáng)腐蝕性條件下進(jìn)行的。

因此，綠色、環(huán)保、簡(jiǎn)便的關(guān)于石墨烯-銀納米粒子復(fù)合材料的制備方法研究具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種石墨烯-銀納米粒子復(fù)合材料的制備方法。該方法采用葡萄糖作為還原劑，在溫和的反應(yīng)條件下同時(shí)還原石墨烯氧化物和銀氨離子，得到石墨烯-銀納米粒子復(fù)合材料，該制備方法綠色環(huán)保、便捷、高效。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

(1)制備氧化石墨烯的水溶液：將氧化石墨以0.5mg/mL～2mg/mL的比例分散于去離子水中，將上述溶液在50KHz，500W功率超聲處理，處理時(shí)間為30～60min；

(2)利用硝酸銀溶液和稀氨水溶液配置成一定濃度的銀氨溶液，并將配置好的銀氨溶液加入到超聲完成的步驟(1)所制備的氧化石墨烯溶液中，在40℃～70℃溫度下攪拌，預(yù)熱10min～30min；

(3)將適量的葡萄糖加入到步驟(2)所制備的溶液中，在85℃～100℃的溫度下，反應(yīng)1h～8h，得到包含反應(yīng)物的溶液；