[發(fā)明專(zhuān)利]一種還原氧化石墨烯-聚多巴胺-賴(lài)氨酸復(fù)合材料的制備及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910129488.0
• 申請(qǐng)日: 2019-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109836577B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莫尊理;楊星;牛小慧;趙盼;劉振宇;郭瑞斌;劉妮娟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西北師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08G73/06
• 分類(lèi)號(hào): C08G73/06;C08K3/04;C01B32/23;C01B32/184;G01N27/48
• 代理公司: 蘭州智和專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發(fā)明提供了一種還原氧化石墨烯?聚多巴胺?賴(lài)氨酸復(fù)合材料的制備方法，是將氧化石墨超聲分散于去離子水中，加入鹽酸多巴胺溶液，在一定溫度攪拌反應(yīng)，靜置，分離，水洗，干燥，得還原氧化石墨烯?聚多巴胺復(fù)合材料；再將還原氧化石墨烯?聚多巴胺溶于Tris?HCl緩沖溶液中，超聲處理后加入L?賴(lài)氨酸銅及二氧化錳，室溫反應(yīng)22~24h，過(guò)濾，干燥，即得黑色固體rGO?PDA?LysCu，最后在黑色固體溶液中加入乙二胺四乙酸反應(yīng)10~12h，過(guò)濾，干燥，得到目標(biāo)產(chǎn)物rGO?PDA?Lys。該復(fù)合材料具有優(yōu)異的電性能，可用于超級(jí)電容器、電化學(xué)手性識(shí)別傳感器以及儲(chǔ)氫等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種還原氧化石墨烯及復(fù)合材料的制備，尤其涉及一種具有優(yōu)異性能的還原氧化石墨烯-聚多巴胺-賴(lài)氨酸復(fù)合材料的制備方法，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域和電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

還原氧化石墨烯是由碳原子以sp²雜化方式連接的碳單原子層構(gòu)成的新型二維原子晶體，其基本結(jié)構(gòu)單元是有機(jī)材料中最穩(wěn)定的苯六元環(huán)，是目前最薄的二維納米材料，其厚度僅為0.35nm。還原氧化石墨烯具有無(wú)與倫比的高電子遷移率，電子在石墨烯分子中的電子遷移速率可達(dá)15000cm^2.V^-1.s^-1，而硅的遷移率只有1400cm^2.V^-1.s^-1。然而，單一的還原氧化石墨烯使得它的應(yīng)用比較窄。因此合成以還原石化石墨烯為基底材料的復(fù)合材料具有更好的性能和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種還原氧化石墨烯-聚多巴胺-賴(lài)氨酸復(fù)合材料的制備方法。

本發(fā)明同時(shí)對(duì)所制備的還原氧化石墨烯-聚多巴胺-賴(lài)氨酸復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行表征和測(cè)試。

一、還原氧化石墨烯-聚多巴胺-賴(lài)氨酸復(fù)合材料的制備

本發(fā)明還原氧化石墨烯-聚多巴胺-賴(lài)氨酸復(fù)合材料的制備方法，包括以下工藝步驟：

一種還原氧化石墨烯-聚多巴胺-賴(lài)氨酸復(fù)合材料的制備方法，包括以下工藝步驟：

（1）還原氧化石墨烯-聚多巴胺的制備：將氧化石墨超聲分散于去離子水中形成均勻懸浮液；將鹽酸多巴胺溶解在pH=8.5的Tris-HCl緩沖溶液中，再加入到氧化石墨懸浮液中，然后在60℃~65℃下攪拌22~24h，靜置，分離，水洗，干燥，得還原氧化石墨烯-聚多巴胺復(fù)合材料。其中，氧化石墨與聚多巴胺的質(zhì)量比為1:1~2:1。

（2）賴(lài)氨酸銅LysCu的制備：將L-賴(lài)氨酸溶解到二次水中，并用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH至8.0~9.0；將硫酸銅CuSO₄?5H₂O溶解到二次水中，并加入到L-賴(lài)氨酸溶液中，攪拌下滴加氨水保持體系的pH維持在8.0~9.0；然后將混合溶液在75~80℃下攪拌反應(yīng)2~3h，溶液由淺藍(lán)色逐漸變成深藍(lán)色；反應(yīng)完成后，旋蒸，產(chǎn)物用二次水和乙醇反復(fù)交替洗滌，產(chǎn)物在50~70℃下干燥10~12h，得到藍(lán)色L-賴(lài)氨酸銅LysCu。其中，賴(lài)氨酸L-Lys與硫酸銅CuSO₄?5H₂O的質(zhì)量比為1.5:1~2:1。

（3）還原氧化石墨烯-聚多巴胺-賴(lài)氨酸復(fù)合材料的制備：將還原氧化石墨烯-聚多巴胺溶于pH=8.5的Tris-HCl緩沖溶液中，超聲處理5~6h；再加入L-賴(lài)氨酸銅LysCu和催化劑二氧化錳，室溫下反應(yīng)22~24h，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，用二次水反復(fù)洗滌以除去過(guò)量的賴(lài)氨酸銅LysCu，干燥，得到rGO-PDA-LysCu；然后將rGO-PDA-LysCu分散到二次水中，并加入乙二胺四乙酸（EDTA），在25~30℃下反應(yīng)10~12h；反應(yīng)結(jié)束后，抽濾、并用二次水反復(fù)洗滌，產(chǎn)物在50~70℃下干燥10~12h，得到還原氧化石墨烯-聚多巴胺-賴(lài)氨酸復(fù)合材料rGO-PDA-Lys。

還原氧化石墨烯-聚多巴胺與賴(lài)氨酸銅的質(zhì)量比為1:3~1:4。