[發明專利]一種單質鎳/石墨烯納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710312876.3
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107186220B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 梁長浩;孫紅梅;葉一星;劉俊
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;李闖

本發明公開了一種單質鎳/石墨烯納米復合材料及其制備方法，其制備方法包括：采用脈沖激光對沉浸于氧化石墨烯溶液中的鎳靶材進行液相激光熔蝕，從而制得羥基氧化鎳/氧化石墨烯復合物溶液；向所述羥基氧化鎳/氧化石墨烯復合物溶液中加入還原劑，并在常溫常壓下，靜置6～30小時進行還原，從而制得單質鎳/石墨烯納米復合材料。本發明不僅制備方法簡單、操作方便、綠色高效，而且在制備過程中無需添加表面活性劑，也無需進行高溫高壓處理，能夠在不影響鎳納米顆粒活性的情況下有效阻止鎳納米顆粒的團聚。

技術領域

本發明涉及無機納米功能材料領域，尤其涉及一種單質鎳/石墨烯納米復合材料及其制備方法。

背景技術

單質鎳納米顆粒具有獨特的超順磁性、良好的生物相容性以及較低的毒性，而石墨烯具有比表面積大、電導率和熱導率高、密度低、電子遷移率高等特點，因此合成單質鎳/石墨烯納米復合材料有望獲得極其優越的物理化學性能，并拓寬其在國防科技、能源環境、生物醫藥等領域的應用前景。

近年來，人們嘗試了采用水熱合成法、高溫煅燒法、輻射合成法、等離子體法、沉淀法、微乳液法、溶膠凝膠法等方法來制備單質鎳/石墨烯納米復合材料，并將其應用于化工分離、有機染料去除、靶向性藥物控釋、微波吸收涂料、催化等領域中。然而，在這些制備方法中，通常需要高溫或高壓反應條件，例如：水熱合成法中反應溫度為100～180℃、反應壓力大于22MPa，而高溫煅燒法中需要將前驅體放置于還原氣氛中進行350～500℃的高溫煅燒。此外，為了阻止鎳納米顆粒的團聚與氧化，現有制備方法中，必須使用表面活性劑或者穩定劑來包裹鎳納米顆粒的表面，這在很大程度上降低了鎳納米顆粒的活性與反應性，從而對所制備出的單質鎳/石墨烯納米復合材料的性能帶來了不利影響。

發明內容

針對現有技術中的上述不足之處，本發明提供了一種單質鎳/石墨烯納米復合材料及其制備方法，不僅制備方法簡單、操作方便、綠色高效，而且在制備過程中無需添加表面活性劑，也無需進行高溫高壓處理，能夠在不影響鎳納米顆粒活性的情況下有效阻止鎳納米顆粒的團聚。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種單質鎳/石墨烯納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟A、采用脈沖激光對沉浸于氧化石墨烯溶液中的鎳靶材進行液相激光熔蝕，從而制得羥基氧化鎳/氧化石墨烯復合物溶液；

步驟B、向步驟A制得的羥基氧化鎳/氧化石墨烯復合物溶液中加入還原劑，并在常溫常壓下，靜置6～30小時進行還原，從而制得單質鎳/石墨烯納米復合材料。

優選地，所述的脈沖激光是波長為1064nm的Nd:YAG脈沖激光，其能量為60～160mJ、其脈寬為10～20ns。

優選地，所述的氧化石墨烯溶液的濃度為0.05～5g/L。

優選地，所述液相激光熔蝕的熔蝕時間為10～60min。

優選地，所述的還原劑為醇類、次磷酸鈉、水合肼、硼氫化鈉中的至少一種，并且還原劑與羥基氧化鎳/氧化石墨烯復合物溶液的質量比為1:300～90。

優選地，所述還原劑的還原性越強則還原時間越短、還原溫度越低。

優選地，還包括：步驟B制得的單質鎳/石墨烯納米復合材料使用去離子水洗滌至中性。

一種單質鎳/石墨烯納米復合材料，采用上述技術方案中所述的單質鎳/石墨烯納米復合材料的制備方法制備而成。