[發(fā)明專利]一種MOF@石墨烯/泡沫鎳復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112593247A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喻發(fā)全;陳晨;王建芝;栗帥杰;薛亞楠
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B11/031;C25B11/053;C25B11/095;C25B11/061
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;官群

1.一種MOF@石墨烯/泡沫鎳復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料以泡沫鎳為骨架，還原氧化石墨烯原位生長于泡沫鎳表面及內(nèi)部孔隙中，并且在泡沫鎳和還原氧化石墨烯表面及孔隙內(nèi)包覆有MOF材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOF@石墨烯/泡沫鎳復(fù)合材料，其特征在于，所述MOF材料為沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)材料，拉瓦錫骨架材料，配位柱撐層狀材料中的一種或多種，粒徑為100nm-50μm，厚度為1nm-1μm。

3.一種權(quán)利要求1或2所述的MOF@石墨烯/泡沫鎳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)將泡沫鎳浸泡于氧化石墨烯懸浮液中進(jìn)行超聲和老化處理，隨后加入還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)完成后冷卻至室溫，取出泡沫鎳，洗滌、干燥后即得石墨烯/泡沫鎳材料；

2)將步驟1)所得石墨烯/泡沫鎳材料加入MOF前驅(qū)體溶液中，經(jīng)溶劑熱反應(yīng)在石墨烯/泡沫鎳材料中負(fù)載MOF粒子，反應(yīng)結(jié)束后洗滌，冷凍干燥即得到MOF@石墨烯/泡沫鎳復(fù)合材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MOF@石墨烯/泡沫鎳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟1)所述氧化石墨烯懸浮液由氧化石墨烯超聲分散于水中得到，氧化石墨烯濃度為2-8mg/mL，超聲分散時間為10min-2h，其中氧化石墨烯與泡沫鎳的用量比為20-200mg/cm³。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MOF@石墨烯/泡沫鎳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟1)所述超聲和老化處理工藝條件為：超聲分散1-3h，然后室溫下靜置1-3h。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MOF@石墨烯/泡沫鎳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟1)所述還原劑為水合肼，L-抗壞血酸，葡萄糖中任意一種，氧化石墨烯與還原劑的質(zhì)量比為1：1-10，所述還原反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度40-100℃，反應(yīng)時間12-48h。還原劑以水溶液形式加入。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MOF@石墨烯/泡沫鎳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟2)所述MOF前驅(qū)體溶液由金屬鹽、配體溶于溶劑中得到，所述金屬鹽為金屬的硝酸鹽，醋酸鹽，氯化鹽中的一種或多種，所述金屬選自鈷、鎳、鐵、銅元素中的一種或多種。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的MOF@石墨烯/泡沫鎳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述配體為2-甲基咪唑，1,3,5-苯三甲酸，對苯二甲酸中的一種或兩種，所述MOF前驅(qū)體溶液中金屬離子與配體的摩爾比為1：1-10；

所述溶劑為水，乙醇，N,N-二甲基甲酰胺中的一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MOF@石墨烯/泡沫鎳復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟2)所述溶劑熱反應(yīng)條件為：于50-200℃反應(yīng)10-40h；

步驟2)所述冷凍干燥條件為：先置于-80℃低溫冰箱中冷凍0.5-5h，然后轉(zhuǎn)入冷凍干燥機(jī)中于-80℃干燥12-120h。

10.一種權(quán)利要求1或2所述的MOF@石墨烯/泡沫鎳復(fù)合材料在電催化水析氧方面的應(yīng)用。