[發明專利]氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷/聚苯胺納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410069127.9
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103788646A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 郝青麗;王文娟;夏錫鋒;雷武;姚超;汪信
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C08L79/02
• 分類號: C08L79/02;C08K9/04;C08K9/02;C08K3/04;C08K3/24;C08L73/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷/聚苯胺納米復合材料，其特征在于所述復合材料由基體材料氮摻雜石墨烯、鐵酸鈷及聚苯胺組成，其中，氮摻雜石墨烯與鐵酸鈷與聚苯胺的質量比為1:1:1～1:1:4，所述的基體材料氮摻雜石墨烯中氮元素的含量為1～2%。

2.根據權利要求1所述的氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷/聚苯胺納米復合材料，其特征在于所述復合材料通過以下步驟制備：

第一步：將氧化石墨在無水乙醇中進行超聲分散得到分散均勻的氧化石墨烯溶液；

第二步：將硝酸鐵和硝酸鈷溶于無水乙醇中，并攪拌致其完全溶解；

第三步：將溶解的混合金屬鹽溶液倒入第一步所得到的氧化石墨烯溶液中，并攪拌使其混合均勻；

第四步：將尿素加入到第三步所得到混合體系中，再次攪拌，使其分散均勻，其中，尿素與氧化石墨的質量比為100:1～200:1；

第五步：將上述混合均勻的混合溶液轉移至水熱釜中，在120～200℃下進行水熱反應；

第六步：將第五步產物進行離心分離，用去離子水洗滌，隨后重新分散在無水乙醇中，超聲使其分散均勻；

第七步：在冰浴條件下，將苯胺單體加入到上述分散好的溶液中，并持續攪拌苯胺單體與氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷充分混合；

第八步：將摻雜酸和引發劑加入到上述混合液中，于冰浴條件下反應；

第九步：將所得到的產物抽濾，洗滌，干燥后得到氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷/聚苯胺納米復合材料。

3.一種氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷/聚苯胺納米復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步：將氧化石墨在無水乙醇中進行超聲分散得到分散均勻的氧化石墨烯溶液；

第二步：將硝酸鐵和硝酸鈷溶于無水乙醇中，并攪拌致其完全溶解；

第三步：將溶解的混合金屬鹽溶液倒入第一步所得到的氧化石墨烯溶液中，并攪拌使其混合均勻；

第四步：將尿素加入到第三步所得到混合體系中，再次攪拌，使其分散均勻，其中，尿素與氧化石墨的質量比為100:1～200:1；

第五步：將上述混合均勻的混合溶液轉移至水熱釜中，在120～200℃下進行水熱反應；

第六步：將第五步產物進行離心分離，用去離子水洗滌，隨后重新分散在無水乙醇中，超聲使其分散均勻；

第七步：在冰浴條件下，將苯胺單體加入到上述分散好的溶液中，并持續攪拌苯胺單體與氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷充分混合；

第八步：將摻雜酸和引發劑加入到上述混合液中，于冰浴條件下反應；

第九步：將所得到的產物抽濾，洗滌，干燥后得到氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷/聚苯胺納米復合材料。

4.根據權利要求3所述的氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷/聚苯胺納米復合材料的制備方法，其特征在于步驟一中所述的超聲分散時間為1～3h。

5.根據權利要求3所述的氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷/聚苯胺納米復合材料的制備方法，其特征在于步驟二中所述的鐵酸鈷與氧化石墨的質量比為1:1，硝酸鐵和硝酸鈷的摩爾比為2:1，攪拌分散時間為10～30min。

6.根據權利要求3所述的氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷/聚苯胺納米復合材料的制備方法，其特征在于步驟三中所述的攪拌分散時間為10～30min；步驟四中所述的攪拌時間為30～60min。

7.根據權利要求3所述的氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷/聚苯胺納米復合材料的制備方法，其特征在于步驟五中所述的溶劑熱反應時間為12～20h。

8.根據權利要求3所述的氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷/聚苯胺納米復合材料的制備方法，其特征在于步驟六中所述的超聲分散時間為2～4h。

9.根據權利要求3所述的氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷/聚苯胺納米復合材料的制備方法，其特征在于步驟七中所述的氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷與苯胺的質量比為2:1～1:2，攪拌時間為1～2h。

10.根據權利要求3所述的氮摻雜石墨烯/鐵酸鈷/聚苯胺納米復合材料的制備方法，其特征在于步驟八中所述的摻雜酸為鹽酸或硫酸，引發劑為過硫酸銨或氯化鐵，苯胺與摻雜酸與引發劑的摩爾比為1:1:1，反應時間為8～16h。