[發明專利]柔性氮化碳/還原石墨烯電子復合材料及其制備與應用

有效

• 申請號: 201710133704.X
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106970031B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 陳愛民;鄔建敏;劉銳;彭曉;陳巧芬
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學;浙江大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/33;G01N27/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

1.一種柔性氮化碳/還原石墨烯電子復合材料，其特征在于，所述的柔性氮化碳/還原石墨烯電子復合材料按如下方法制備得到：

(1)配制氮化碳醇相分散液

將氮化碳固體粉末加入酸溶液中，于60～120℃下回流2～12h，之后離心去除酸溶液，用去離子水洗滌至中性，然后用醇溶劑超聲分散，得到氮化碳醇相分散液；

所述的酸溶液為：36wt％～37wt％鹽酸溶液、97wt％～98wt％硫酸溶液或69wt％～70wt％硝酸溶液；

所述酸溶液的體積用量以氮化碳固體粉末的質量計為20～60mL/g；

所述的醇溶劑為：甲醇、乙醇或丙醇；

所得氮化碳醇相分散液的固體含量為1.0～10mg/mL；

(2)配制石墨烯醇溶液

取4～40mg/mL石墨烯的水溶液，用醇溶劑稀釋至濃度為0.1～10mg/mL，得到石墨烯醇溶液；

所述的醇溶劑為：甲醇、乙醇或丙醇；

(3)制備柔性g-C₃N₄/rGO電子復合材料

將柔性基底浸泡于步驟(2)配制的石墨烯醇溶液中3～10min，用惰性氣體吹干后，再浸入步驟(1)配制的氮化碳醇相分散液中3～10min，用惰性氣體吹干后，完成一次組裝過程，重復該組裝過程1～8次，之后置于還原性蒸氣氣氛下，于60～110℃下還原2～12h，得到所述的柔性氮化碳/還原石墨烯電子復合材料；

所述還原性蒸氣為：水合肼、溴化氫或碘化氫。

2.如權利要求1所述的柔性氮化碳/還原石墨烯電子復合材料，其特征在于，步驟(1)中，所述氮化碳醇相分散液的固體含量為1.0～5.0mg/mL。

3.如權利要求1所述的柔性氮化碳/還原石墨烯電子復合材料，其特征在于，步驟(2)中，所述石墨烯的水溶液用醇溶劑稀釋至濃度為0.5～2.0mg/mL。

4.如權利要求1所述的柔性氮化碳/還原石墨烯電子復合材料，其特征在于，步驟(3)中，所述組裝過程重復1～3次。

5.如權利要求1所述的柔性氮化碳/還原石墨烯電子復合材料，其特征在于，步驟(3)中，所述的柔性基底為：濾紙、聚乙烯醇薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚酯薄膜或聚碳酸酯薄膜。

6.如權利要求1所述的柔性氮化碳/還原石墨烯電子復合材料，其特征在于，步驟(3)中，所述還原的溫度為60～90℃，還原時間為2～8h。

7.如權利要求1所述的柔性氮化碳/還原石墨烯電子復合材料作為SO₂氣體傳感器的芯片的應用。

8.如權利要求7所述的應用，其特征在于，所述應用的方法為：

將所述柔性氮化碳/還原石墨烯電子復合材料放置于氣體流通池中，先用氮氣沖洗管道系統使基線趨于平穩，再通過調節氮氣與二氧化硫的流速來獲得一系列不同濃度的二氧化硫混合氣體，待測試混合氣體通入到放置有柔性氮化碳/還原石墨烯電子復合材料的氣體流通池中，通過Keithely 6487在3.0V電壓對通過材料的電流值進行測試，獲得電流與時間關系的數據，由此即知不同濃度范圍內測試氣體的靈敏度。