[發明專利]一種石墨烯金屬基氣凝膠及其制備方法

在審

• 申請號: 201911131764.3
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN111054305A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 莊媛;石寶友;王雪純
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01J13/00;C02F1/28;C02F1/72;B01J23/755;B01J23/72;C02F101/30
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

1.一種制備石墨烯金屬基氣凝膠的方法，包括如下步驟：

1)將聚合物和過渡金屬鹽溶于水中，得到混合溶液；

2)將步驟1)所得混合溶液加熱，得到過渡金屬氧化物納米顆粒；

3)將步驟2)所得過渡金屬氧化物納米顆粒進行反復冷解凍，得到聚合物凝膠固定的過渡金屬納米顆粒；

4)將步驟3)所得聚合物凝膠固定的過渡金屬納米顆粒冷凍干燥后獲得的氣凝膠在保護氣氛中煅燒，得到所述石墨烯金屬基氣凝膠。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述聚合物選自具有羥基或羧基的有機聚合物中至少一種；具體選自聚乙烯醇、聚乙二醇、明膠、瓊脂、絲素蛋白、大豆蛋白和膠原蛋白中至少一種；所述過渡金屬鹽選自鐵、鈷、銅、銀、錳和鎳的鹽類中至少一種；

所述聚合物溶液在所述混合溶液中的濃度為5～200mg/mL；所述過渡金屬鹽在所述混合溶液中的濃度為0.01～200mg/mL。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述加熱步驟中，溫度為50～500℃，時間為至少6h。

4.根據權利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：所述步驟3)反復冷解凍中，冷凍的終溫為-80-0℃，具體為-40℃；反復冷解凍的次數至少1次；每次冷凍的時間為1-48h；具體為12h；解凍的終溫為室溫。

5.根據權利要求1-4任一所述的方法，其特征在于：所述步驟4)中，所述保護氣氛選自惰性氣氛或還原性氣氛；所述惰性氣氛具體為氮氣或氬氣氣氛；所述還原性氣氛具體為氫氣；

所述金屬基底為過渡金屬基底；具體選自鐵、鈷、銅、銀、錳和鎳中至少一種。

6.根據權利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于：所述煅燒步驟中，溫度為600-1000℃；時間為6-24h。

7.權利要求1-6任一所述方法制得的石墨烯金屬基氣凝膠。

8.權利要求7所述石墨烯金屬基氣凝膠在吸附和/或催化中的應用。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于：所述吸附中，吸附pH值為6；所述石墨烯金屬基氣凝膠與待吸附物的用量比為0.5-5g/L；具體為1g/L；吸附溫度為常溫；具體為25℃；

所述待吸附物為含污染物的水；所述污染物具體為抗生素；

所述催化為在芬頓試劑存在的條件下進行。