一種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法
【專利摘要】一種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，它涉及石墨烯復(fù)合物的制備方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有方法制備出的石墨烯包覆納米材料復(fù)合物表面額外的功能化分子會破壞納米材料原本具有的表面性質(zhì)及成本較高的問題。本發(fā)明的方法為：一、將納米材料溶于去離子水中；二、將氧化石墨烯溶于去離子水中；三、將混合溶液進(jìn)行冷凍干燥；四、將樣品置于馬弗爐中，惰性氣體條件下煅燒，得到石墨烯包覆納米材料復(fù)合物。本發(fā)明方法所提供的石墨烯包覆技術(shù)無需破壞納米材料的表面特性，去除了傳統(tǒng)方法中納米材料需表面修飾正電荷的步驟，降低了成本。本發(fā)明應(yīng)用于光催化領(lǐng)域。
【專利說明】一種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石墨烯復(fù)合物的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]21世紀(jì)，環(huán)境和能源問題是人類面臨的最大挑戰(zhàn)。半導(dǎo)體光催化技術(shù)為我們提供了一種有效治理環(huán)境污染和高效利用太陽能的有效途徑。然而，在光催化劑中經(jīng)常會出現(xiàn)快速的光生載流子復(fù)合現(xiàn)象，從而導(dǎo)致較低的光催化效率。為了克服這個缺點(diǎn)，研究者利用構(gòu)建復(fù)合材料來優(yōu)化單一材料的催化性質(zhì)，提高催化活性。石墨烯(GE)為一個二維Sp2雜化的碳結(jié)構(gòu)，是一個零帶隙半導(dǎo)體。它擁有一些獨(dú)特的性質(zhì)，如超高的電子遷移率(200000cm2v-1 s—1)，大的比表面積(2630m2/g)和高的透光率(99.7%)。由于這些獨(dú)一無二的性質(zhì)，石墨烯被認(rèn)為是用于修飾和裁切光催化劑的優(yōu)良材料。為此，科研工作者構(gòu)建了大量的基于石墨烯的納米復(fù)合材料，來改善單一材料的光催 化性能。復(fù)合材料主要的形式為不同的金屬或是半導(dǎo)體材料生長在石墨烯表面。納米材料和石墨烯的協(xié)同效應(yīng)能夠有效的抑制光生載流子的復(fù)合，擴(kuò)展材料對光的吸收范圍，增加材料表面的活性位點(diǎn)并且能夠改善催化劑的化學(xué)穩(wěn)定性。盡管基于石墨烯的復(fù)合材料具有以上的優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在一些問題。由于納米粒子負(fù)載在石墨烯的表面導(dǎo)致兩者接觸面積較小并且可能在光催化過程中引起表面失活，這些都將降低復(fù)合材料的催化效果。最為有前景的方式去解決上述問題就是把石墨烯包覆在納米材料的表面。一方面:增大兩種材料的接觸面積，另一方面:石墨烯作為保護(hù)層，降低納米材料表面中毒的幾率。
[0003]當(dāng)今研究者主要是利用石墨烯與納米材料的靜電吸引作用進(jìn)行包覆。Feng etal.研究組制備了石墨烯包覆的Co3O4復(fù)合材料。他們利用氨丙基三甲氧基硅烷(APS)對Co3O4表面進(jìn)行修飾，使其帶有正電荷。石墨烯表面帶有負(fù)電荷，他們利用二者正負(fù)電荷吸引的原理，使石墨烯包覆在Co3O4的表面，制備出GEOCo3O4復(fù)合結(jié)構(gòu)。Shao et al等人利用同樣的原理制備了 ZnO NPs-GO復(fù)合物。該研究組利用多環(huán)芳烴對ZnO的表面進(jìn)行正電荷修飾。上述方法雖然實(shí)現(xiàn)了石墨烯在納米材料表面的包覆，但是材料表面額外的功能化分子,例如APS，會破壞納米材料原本具有的表面性質(zhì)，并且成本也較高。為此,開發(fā)非功能化的普適方法去構(gòu)建石墨烯包覆的納米材料復(fù)合物是非常重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有方法制備出的石墨烯包覆納米材料復(fù)合物表面額外的功能化分子會破壞納米材料原本具有的表面性質(zhì)及成本較高的問題，提供一種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法。
[0005]本發(fā)明石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一、將納米材料0.05-0.1g溶于100-150mL去離子水中，超聲20-40min，得到溶液A ；
[0007]二、將氧化石墨烯0.005-0.0lg溶于50-60mL去離子水中，超聲分散5-lOmin，得到溶液B ;
[0008]三、將步驟二中得到的溶液B加入到步驟一得到的溶液A中，超聲I?2h，得到混合溶液，然后將混合溶液置于液氮中冷凍30?90s后，再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥；
[0009]四、將步驟三干燥后的樣品置于馬弗爐中，于500?600°C、惰性氣體條件下煅燒2?3h,即得到石墨烯包覆納米材料復(fù)合物。
[0010]發(fā)明機(jī)理
[0011]本發(fā)明提供一種非功能化、環(huán)境友好并且普適的制備方法構(gòu)造石墨烯包覆的納米材料復(fù)合物。
[0012]本發(fā)明的制備方法主要是利用冷凍干燥的方法實(shí)現(xiàn)石墨烯包覆在納米材料的表面，合成機(jī)理示意圖如圖5所示。
[0013]首先將納米材料與氧化石墨烯超聲混合均勻，然后投入液氮中進(jìn)行冷凍，最后進(jìn)行冷凍干燥，主要是利用氣壓差來實(shí)現(xiàn)石墨烯包覆在半導(dǎo)體材料的表面。在冷凍干燥的過程中，在冰面與上方的空氣處存在一個界面(命名為固-氣界面)，由于不斷的抽真空，冰面上方的空氣稀薄，氣壓較低，然而冰是在液氮中瞬間冷凍的，存在大量的空氣，氣壓較高。于是在固-氣界面處就產(chǎn)生了一個氣壓差，隨著水分子的不斷蒸發(fā)，石墨烯和納米材料來到這個界面，由于石墨烯具有易形變的特性，在壓力差的作用下，石墨烯包覆在了納米粒子的表面。
[0014]本發(fā)明還提供了石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0015]一、將納米材料0.05?0.1g溶于100?150mL去離子水中，超聲20?40min，得到溶液A ；
[0016]二、將石墨烯0.005?0.0lg溶于50?60mL去離子水中，超聲分散5?IOmin,得至IJ溶液B ；
[0017]三、將步驟二中得到的溶液B加入到步驟一得到的溶液A中，超聲I?2h，得到混合溶液，然后將混合溶液置于液氮中冷凍30?90s后，再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，即得到石墨烯包覆納米材料復(fù)合物。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019]1、該方法與其它傳統(tǒng)的靜電吸引的方法有很大的不同，該方法無需對納米材料表面進(jìn)行正電荷的修飾，傳統(tǒng)的靜電吸引方法修飾過程不僅繁瑣，不易操作，而且大量的氨基化分子的修飾也會對納米材料的表面產(chǎn)生影響，限制實(shí)際應(yīng)用，另外，大量氨基化分子的使用，會大大提高復(fù)合材料制備的成本，而且不易大規(guī)模的進(jìn)行制備。
[0020]本發(fā)明方法所提供的石墨烯包覆技術(shù)無需破壞納米材料的表面特性，去除了傳統(tǒng)方法中納米材料需表面修飾正電荷的步驟，降低了成本；
[0021]2、該制備方法是利用外力作用，實(shí)現(xiàn)石墨烯對納米材料的包覆，完全不依賴于納米材料的種類、尺寸和形貌，緊緊依靠一個簡單的物理原理實(shí)現(xiàn)石墨烯在材料表面的包覆，該方法簡單、易行，可以大規(guī)模合成此類復(fù)合材料，這些優(yōu)勢是利用靜電吸引構(gòu)造復(fù)合材料所不能達(dá)到的；
[0022]3、將實(shí)施例一制備的ZnO/GE復(fù)合物應(yīng)用在光催化降解亞甲基藍(lán)染料的研究中，ZnO/GE復(fù)合材料對亞甲基藍(lán)染料吸附能力的曲線如圖3所示，ZnO/GE復(fù)合物與ZnO光催化降解能力的曲線如圖4所示，該方法制備的ZnO/GE復(fù)合材料與ZnO相比，對亞甲基藍(lán)染料的吸附能力提高了 20倍，光催化能力提高了 4倍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為實(shí)施例一中制備的ZnO/GE復(fù)合物超聲分散后15000倍的透射電鏡圖；
[0024]圖2為實(shí)施例一中制備的ZnO/GE復(fù)合物超聲分散后30000倍的透射電鏡圖，其中A為ZnO，B為石墨烯；
[0025]圖3為實(shí)施例一中制備的ZnO/GE復(fù)合材料對亞甲基藍(lán)染料吸附能力的曲線；
[0026]圖4為實(shí)施例一中制備的ZnO/GE復(fù)合材料與ZnO光催化降解能力的曲線，其中
表示空白對照組光催化降解能力的曲線，D表示ZnO光催化降解能力的曲線，〒表示實(shí)施例一中制備的ZnO/GE復(fù)合材料光催化降解能力的曲線；
[0027]圖5為本發(fā)明石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的合成機(jī)理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】間的任意組合。
[0029]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0030]一、將納米材料0.05?0.1g溶于100?150mL去離子水中，超聲20?40min，得到溶液A ；
[0031]二、將氧化石墨烯0.005?0.0lg溶于50?60mL去離子水中，超聲分散5?lOmin，得到溶液B ;
[0032]三、將步驟二中得到的溶液B加入到步驟一得到的溶液A中，超聲I?2h，得到混合溶液，然后將混合溶液置于液氮中冷凍30?90s后，再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥；
[0033]四、將步驟三干燥后的樣品置于馬弗爐中，于500?600°C、惰性氣體條件下煅燒2?3h,即得到石墨烯包覆納米材料復(fù)合物。
[0034]本實(shí)施方式的有益效果:
[0035]1、該方法與其它傳統(tǒng)的靜電吸引的方法有很大的不同，該方法無需對納米材料表面進(jìn)行正電荷的修飾，傳統(tǒng)的靜電吸引方法修飾過程不僅繁瑣，不易操作，而且大量的氨基化分子的修飾也會對納米材料的表面產(chǎn)生影響，限制實(shí)際應(yīng)用，另外，大量氨基化分子的使用，會大大提高復(fù)合材料制備的成本，而且不易大規(guī)模的進(jìn)行制備。
[0036]本發(fā)明方法所提供的石墨烯包覆技術(shù)無需破壞納米材料的表面特性，去除了傳統(tǒng)方法中納米材料需表面修飾正電荷的步驟，降低了成本；
[0037]2、該制備方法是利用外力作用，實(shí)現(xiàn)石墨烯對納米材料的包覆，完全不依賴于納米材料的種類、尺寸和形貌，緊緊依靠一個簡單的物理原理實(shí)現(xiàn)石墨烯在材料表面的包覆，該方法簡單、易行，可以大規(guī)模合成此類復(fù)合材料，這些優(yōu)勢是利用靜電吸引構(gòu)造復(fù)合材料所不能達(dá)到的；
[0038]3、將實(shí)施例一制備的ZnO/GE復(fù)合物應(yīng)用在光催化降解亞甲基藍(lán)染料的研究中，ZnO/GE復(fù)合材料對亞甲基藍(lán)染料吸附能力的曲線如圖3所示，ZnO/GE復(fù)合物與ZnO光催化降解能力的曲線如圖4所示，該方法制備的ZnO/GE復(fù)合材料與ZnO相比，對亞甲基藍(lán)染料的吸附能力提高了 20倍，光催化能力提高了 4倍。
[0039]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟一中所述的納米材料為ZnO微球、CdS微球或TiO2納米片。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0040]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:所述的ZnO微球是通過以下步驟制備的:
[0041]一、將0.25?0.3g的醋酸鋅溶解在3?6mL的去離子水里,超聲5?IOmin,攪拌5?lOmin，得醋酸鋅溶液；
[0042]二、將0.3?0.6g的CTAB溶解在50?70mL乙二醇中，超聲5?lOmin，攪拌5?IOmin ；
[0043]三、再將步驟二得到的溶液加入到步驟一得到的醋酸鋅溶液中，攪拌25?40min，得到混合液；
[0044]四、將步驟三得到的混合液置于IOOmL的反應(yīng)釜中，然后置于烘箱中，于135?160°C反應(yīng)4?8h后，待產(chǎn)物冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇交替離心洗滌4?5次，烘干后即得到ZnO微球。
[0045]其它與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0046]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:所述的CdS微球是通過以下步驟制備的:
[0047]一、將1.4?2.0mmol醋酸鎘和35?50mmol硫脲溶解在30?50mL去離子水中，攪拌25?50min,得到混合液；
[0048]二、將步驟一得到的混合液置于50mL反應(yīng)釜中，然后置于烘箱中，于135?160°C反應(yīng)4?8h后，待產(chǎn)物冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇交替離心洗滌4?5次，烘干后即得到CdS微球。
[0049]其它與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0050]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:所述的TiO2納米片是通過以下步驟制備的:
[0051]—、將I?3mL鈦酸四丁酯溶于25?40mL異丙醇中，超聲分散5?IOmin,形成溶液；
[0052]二、向步驟一得到的溶液中加入0.2?0.4mL氫氟酸，混合均勻，得到混合液；
[0053]三、再將步驟二得到的混合液置于50mL反應(yīng)釜中，然后置于烘箱中，于180?200°C反應(yīng)20?25h后，待產(chǎn)物冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇交替離心洗滌4?5次，烘干后即得到TiO2納米片。
[0054]其它與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0055]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:步驟四中所述的于500°C、惰性氣體條件下煅燒2h。其它與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0056]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是:所述的惰性氣體為IS氣或氮?dú)狻Ｆ渌c【具體實(shí)施方式】一至六之一相同。
[0057]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0058]一、將納米材料0.05?0.1g溶于100?150mL去離子水中，超聲20?40min，得到溶液A ；
[0059]二、將石墨烯0.005?0.0lg溶于50?60mL去離子水中，超聲分散5?lOmin，得至IJ溶液B ；
[0060]三、將步驟二中得到的溶液B加入到步驟一得到的溶液A中，超聲I?2h，得到混合溶液，然后將混合溶液置于液氮中冷凍30?90s后，再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，即得到石墨烯包覆納米材料復(fù)合物。
[0061]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】八不同的是:步驟二中所述的超聲時間為IOmin。其它與【具體實(shí)施方式】八相同。
[0062]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】八或九不同的是:步驟三中所述的超聲時間為Ih,置于液氮中冷凍時間為60s。其它與【具體實(shí)施方式】八或九相同。
[0063]通過以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0064]實(shí)施例一:
[0065]本實(shí)施方式石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0066]1、ZnO微球制備:
[0067]一、將0.27g的醋酸鋅溶解在4mL的去離子水里，超聲5min，攪拌5min，得醋酸鋅溶液；
[0068]二、將0.5g的CTAB溶解在60mL乙二醇中，超聲5min,攪拌5min ；
[0069]三、再將步驟二得到的溶液加入到步驟一得到的醋酸鋅溶液中，攪拌30min，得到混合液；
[0070]四、將步驟三得到的混合液置于IOOmL的反應(yīng)釜中，然后置于烘箱中，于150°C反應(yīng)5h后，待產(chǎn)物冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇交替離心洗滌4次，烘干后即得到ZnO微球。
[0071 ] 2、ZnO微球/GE復(fù)合物制備:
[0072]一、將ZnO微球0.1g溶于IOOmL去離子水中，超聲30min，得到ZnO溶液；
[0073]二、將氧化石墨烯0.0lg溶于50mL去離子水中，超聲分散IOmin至溶液呈棕黃色，得到氧化石墨烯溶液；
[0074]三、將步驟二中得到的氧化石墨烯溶液加入到步驟一得到的ZnO溶液中，超聲lh，得到混合溶液，然后將混合溶液置于液氮中冷凍60s后，再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥；
[0075]四、將步驟三干燥后的樣品置于馬弗爐中，于500°C、氬氣條件下煅燒2h，即得到ZnO微球/GE復(fù)合物。
[0076]為了證明構(gòu)建的復(fù)合材料中石墨烯與納米粒子之間存在著牢固的作用力，將本實(shí)施例制備的ZnO/GE復(fù)合物進(jìn)行超聲分散，超聲分散后15000倍的透射電鏡圖如圖1所示，超聲分散后30000倍的透射電鏡圖如圖2所示，其中圖2中A為ZnO，B為石墨烯，結(jié)果表明石墨烯仍然牢固的包覆在納米材料的表面，并沒有出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。由于石墨烯在包覆過程中，二者的界面處已經(jīng)無空氣的存在，故樣品在空氣條件下，將被大氣壓圍繞，如此大的壓力將使石墨烯緊緊包覆在納米材料表面。[0077]將本實(shí)施例制備的ZnO/GE復(fù)合物應(yīng)用在光催化降解亞甲基藍(lán)染料的研究中，ZnO/GE復(fù)合材料對亞甲基藍(lán)染料吸附能力的曲線如圖3所示，ZnO/GE復(fù)合物與ZnO光催化降解能力的曲線如圖4所示，其中[!表示空白對照組光催化降解能力的曲線，?表示ZnO光催化降解能力的曲線，Ψ表示本實(shí)施例制備的ZnO/GE復(fù)合材料光催化降解能力的曲線，結(jié)果表明與ZnO相比，ZnO表面包覆石墨烯后的樣品對染料的吸附能力提高了 20倍，光催化能力提高了 4倍。
[0078]實(shí)施例二:
[0079]本實(shí)施方式石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0080]1、CdS微球制備:
[0081]一、將1.6mmol醋酸鎘和40mmol硫脲溶解在40mL去離子水中，攪拌30min,得到混
合液；
[0082]二、將步驟一得到的混合液置于50mL反應(yīng)釜中，然后置于烘箱中，于140°C反應(yīng)5h后，待產(chǎn)物冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇交替離心洗滌4次，烘干后即得到CdS微球。
[0083]2、CdS微球/GE復(fù)合物制備:
[0084]一、將CdS微球0.1g溶于IOOmL去離子水中，超聲30min，得到CdS溶液；
[0085]二、將石墨烯0.0lg溶于50mL去離子水中，超聲分散IOmin至溶液呈棕黃色，得到石墨烯溶液；
[0086]三、將步驟二中得到的石墨烯溶液加入到步驟一得到的CdS溶液中，超聲lh，得到混合溶液，然后將混合溶液置于液氮中冷凍60s后，再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，即得到CdS微球/GE復(fù)合物。
[0087]本實(shí)施例所提供的石墨烯包覆技術(shù)無需破壞納米材料的表面特性，去除了傳統(tǒng)方法中納米材料需表面修飾正電荷的步驟，降低了成本。
[0088]本實(shí)施例的制備方法是利用外力作用，實(shí)現(xiàn)石墨烯對納米材料的包覆，完全不依賴于納米材料的種類、尺寸和形貌，緊緊依靠一個簡單的物理原理實(shí)現(xiàn)石墨烯在材料表面的包覆，該方法簡單、易行，可以大規(guī)模合成此類復(fù)合材料。
[0089]實(shí)施例三:
[0090]本實(shí)施方式石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0091]1、TiO2 納米片:
[0092]—、將2mL鈦酸四丁酯溶于30mL異丙醇中，超聲分散IOmin,形成溶液；
[0093]二、向步驟一得到的溶液中加入0.35mL氫氟酸，混合均勻，得到混合液；
[0094]三、再將步驟二得到的混合液置于50mL反應(yīng)釜中，然后置于烘箱中，于200°C反應(yīng)24h后，待產(chǎn)物冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇交替離心洗滌4次，烘干后即得到TiO2納米片。
[0095]2、TiO2納米片/GE復(fù)合物:
[0096]一、將TiO2納米片0.05g溶于IOOmL去離子水中，超聲30min，得到TiO2溶液；
[0097]二、將氧化石墨烯0.007g溶于50mL去離子水中，超聲分散IOmin至溶液呈棕黃色，得到氧化石墨烯溶液；
[0098]三、將步驟二中得到的氧化石墨烯溶液加入到步驟一得到的TiO2溶液中，超聲lh，得到混合溶液，然后將混合溶液置于液氮中冷凍60s后，再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥；
[0099]四、將步驟三干燥后的樣品置于馬弗爐中，于500°C、氬氣條件下煅燒2h，即得到TiO2納米片/GE復(fù)合物。
[0100]本實(shí)施例所提供的石墨烯包覆技術(shù)無需破壞納米材料的表面特性，去除了傳統(tǒng)方法中納米材料需表面修飾正電荷的步驟，降低了成本。
[0101]本實(shí)施例的制備方法是利用外力作用，實(shí)現(xiàn)石墨烯對納米材料的包覆，完全不依賴于納米材料的種類、尺寸和形貌，緊緊依靠一個簡單的物理原理實(shí)現(xiàn)石墨烯在材料表面的包覆，該方法簡單、易行，可以大規(guī)模合成此類復(fù)合材料。
【權(quán)利要求】
1.一種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，其特征在于它包括以下步驟: 一、將納米材料0.05?0.1g溶于100?150mL去離子水中，超聲20?40min，得到溶液A ； 二、將氧化石墨烯0.005?0.0lg溶于50?60mL去離子水中，超聲分散5?IOmin,得至IJ溶液B ； 三、將步驟二中得到的溶液B加入到步驟一得到的溶液A中，超聲I?2h，得到混合溶液，然后將混合溶液置于液氮中冷凍30?90s后，再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥； 四、將步驟三干燥后的樣品置于馬弗爐中，于500?600°C、惰性氣體條件下煅燒2?3h,即得到石墨烯包覆納米材料復(fù)合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，其特征在于步驟一中所述的納米材料為ZnO微球、CdS微球或TiO2納米片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，其特征在于所述的ZnO微球是通過以下步驟制備的: 一、將0.25?0.3g的醋酸鋅溶解在3?6mL的去離子水里，超聲5?lOmin，攪拌5?IOmin,得醋酸鋅溶液； 二、將0.3?0.6g的CTAB溶解在50?70mL乙二醇中，超聲5?lOmin，攪拌5?IOmin ； 三、再將步驟二得到的溶液加入到步驟一得到的醋酸鋅溶液中，攪拌25?40min，得到混合液； 四、將步驟三得到的混合液置于IOOmL的反應(yīng)釜中，然后置于烘箱中，于135?160°C反應(yīng)4?8h后，待產(chǎn)物冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇交替離心洗滌4?5次，烘干后即得到ZnO微球。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，其特征在于所述的CdS微球是通過以下步驟制備的: 一、將1.4?2.0mmol醋酸鎘和35?50mmol硫脲溶解在30?50mL去離子水中，攪拌25?50min,得到混合液； 二、將步驟一得到的混合液置于50mL反應(yīng)釜中，然后置于烘箱中，于135?160°C反應(yīng)4?8h后，待產(chǎn)物冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇交替離心洗滌4?5次，烘干后即得到CdS微球。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，其特征在于所述的TiO2納米片是通過以下步驟制備的: 一、將I?3mL鈦酸四丁酯溶于25?40mL異丙醇中，超聲分散5?IOmin,形成溶液； 二、向步驟一得到的溶液中加入0.2?0.4mL氫氟酸，混合均勻，得到混合液； 三、再將步驟二得到的混合液置于50mL反應(yīng)釜中，然后置于烘箱中，于180?200°C反應(yīng)20?25h后，待產(chǎn)物冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇交替離心洗滌4?5次，烘干后即得到TiO2納米片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，其特征在于步驟四中所述的于500°C、惰性氣體條件下煅燒2h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，其特征在于所述的惰性氣體為氬氣或氮?dú)狻?br> 8.—種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，其特征在于它包括以下步驟: 一、將納米材料0.05?0.1g溶于100?150mL去離子水中，超聲20?40min，得到溶液A ； 二、將石墨烯0.005?0.0lg溶于50?60mL去離子水中，超聲分散5?IOmin,得到溶液B ； 三、將步驟二中得到的溶液B加入到步驟一得到的溶液A中，超聲I?2h，得到混合溶液，然后將混合溶液置于液氮中冷凍30?90s后，再置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，即得到石墨烯包覆納米材料復(fù)合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，其特征在于步驟二中所述的超聲時間為lOmin。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種石墨烯包覆納米材料復(fù)合物的制備方法，其特征在于步驟三中所述的超聲時間 為lh，置于液氮中冷凍時間為60s。
【文檔編號】B01J23/06GK103432992SQ201310370241
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】翟佳麗, 于洪文 申請人:中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所