[發明專利]一種石墨烯復合金屬材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201811583570.2
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109847736A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 柯良節
• 申請（專利權）人: 柯良節
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J23/46;B01J23/755
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種石墨烯復合金屬材料及其制備方法與應用，其中，所述制備方法包括步驟：將金屬鹽與氨基化氧化石墨烯溶液混合，使金屬鹽分布在氨基化氧化石墨烯層與層之間，制得復合物前驅體；對所述復合物前驅體進行加熱處理，使金屬鹽與氨基化氧化石墨烯反應，生成銨鹽以及分布在石墨烯層與層之間的金屬原子，制得所述石墨烯復合金屬材料。本發明制得的石墨烯復合材料中，所述金屬以原子的形式嵌入在石墨烯片層的晶格中，使得所述金屬能夠充分與化學反應物質接觸，從而最大限度的發揮其催化效果。

技術領域

本發明涉及石墨烯領域，尤其涉及一種石墨烯復合催化劑及其制備方法。

背景技術

在化工領域，催化劑是一個非常重要的物質。它在化學反應過程中起到巨大的作用，但是在反應前后，其本身不會有其他變化。而它和反應物質的充分接觸，是催化劑發揮作用的重要因素。

比如金屬鉑或釕，它是氫燃料電池的必備催化劑，因為其昂貴的價格，而造成整個行業停滯不前。其中最主要的原因就是沒有辦法能夠讓所有的催化劑在化學反應的時候同時發揮作用，而真正起作用的只有表面的一層正在和化學反應物質充分接觸的催化劑，在里面的催化劑則沒有起到正在的催化作用。即使是把它們粉粹，它們也是以顆粒狀態存在，與化學反應物質接觸的面積仍然受限。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種石墨烯復合催化劑及其制備方法，旨在解決現有催化劑與反應物質的接觸面積受限，導致催化劑的催化效率較低的問題。

本發明的技術方案如下：

一種石墨烯復合金屬材料的制備方法，其中，包括步驟：

將金屬鹽與氨基化氧化石墨烯溶液混合，使金屬鹽分布在氨基化氧化石墨烯層與層之間，制得復合物前驅體；

對所述復合物前驅體進行加熱處理，使金屬鹽與氨基化氧化石墨烯反應，生成銨鹽以及分布在石墨烯層與層之間的金屬原子，制得所述石墨烯復合金屬材料。

所述石墨烯復合金屬材料的制備方法，其中，所述將金屬鹽與氨基化氧化石墨烯溶液混合，使金屬鹽分布在氨基化氧化石墨烯層與層之間，制得復合前驅體溶液的步驟包括：

將金屬鹽與氨基化氧化石墨烯溶液混合，經過超聲處理使金屬鹽均勻分布在氨基化氧化石墨烯層與層之間，制得復合前驅體溶液。

所述石墨烯復合金屬材料的制備方法，其中，將所述復合物前驅體放置在微波爐中，在1000 W下加熱2-30s使金屬鹽與氨基化氧化石墨烯反應，生成銨鹽以及分布在石墨烯層與層之間的金屬原子，制得所述石墨烯復合金屬材料。

所述石墨烯復合金屬材料的制備方法，其中，對所述復合物前驅體同時進行加熱和超聲波處理，使金屬鹽與氨基化氧化石墨烯反應，生成銨鹽以及分布在石墨烯層與層之間的金屬原子，制得所述石墨烯復合金屬材料。

所述石墨烯復合金屬材料的制備方法，其中，所述金屬鹽選自鉑鹽、釕鹽、鈷鹽、鎳鹽、鈀鹽、金鹽和銅鹽中的一種或多種。

一種石墨烯復合金屬材料，其中，包括石墨烯以及分布在石墨烯層與層之間的金屬原子。

一種石墨烯復合金屬材料的應用，其中，將本發明所述石墨烯復合金屬材料用作催化劑。

有益效果：本發明提供一種石墨烯復合金屬材料的制備方法，通過將金屬鹽與氨基化氧化石墨烯溶液混合，使金屬鹽分布在氨基化氧化石墨烯層與層之間，制得復合物前驅體；對所述復合物前驅體進行加熱處理，使金屬鹽與氨基化氧化石墨烯反應，生成銨鹽以及分布在石墨烯層與層之間的金屬原子，制得石墨烯復合金屬材料。本發明制得的石墨烯復合材料中，所述金屬以原子的形式嵌入在石墨烯片層的晶格中，使得所述金屬能夠充分與化學反應物質接觸，從而最大限度的發揮其催化效果。