[发明专利]一种石墨烯-ZnO纳米颗粒复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料制造领域，特别是涉及一种石墨烯-ZnO纳米颗粒复合材料的制备方法。

背景技术

石墨烯是由单层碳原子排列而成的具有二维蜂窝状结构的一种碳材料，具有优良的力学性能、电学性能。同时，石墨烯具有高的比表面积，可以作为纳米材料的载体材料。

ZnO纳米材料具有良好的光学相关性质，在太阳能电池电极材料、锂离子电池电极材料等方面具有广阔的应用前景。石墨烯-ZnO纳米复合材料能够在抑制ZnO纳米材料团聚的同时，保持材料本身的优良性质，因此被广泛研究。目前关于此类材料的制备方法较多，其中最常用的途径为将氧化石墨烯和锌盐溶液混合，加入适量碱形成氧化石墨烯-氢氧化锌结构，然后通过水热合成或微波加热等方法得到石墨烯-氧化锌纳米复合材料。从目前公开的制备方法看，现有工艺复杂，不能满足大批量的制备需求，产品能耗较高，另外，所获得的ZnO纳米颗粒尺寸较大。

发明内容

为了降低石墨烯-ZnO纳米颗粒复合材料的制备成本，简化制备工艺，优化ZnO纳米颗粒晶粒尺寸，本发明提供了一种石墨烯-ZnO纳米颗粒复合材料的制备方法，仅需氧化石墨烯和锌盐二种试剂，无需其他化学试剂，简化了工艺降低了生产成本，所获得ZnO纳米颗粒尺寸较小。

本发明采用以下技术方案：一种石墨烯-ZnO纳米颗粒复合材料的制备方法，将原料氧化石墨烯和锌盐溶于水中混合均匀后进行分离、清洗；将得到的产物在空气或氧气中热处理后得到石墨烯-ZnO纳米颗粒复合材料。

所述锌盐为氟化锌、氯化锌、溴化锌、硫酸锌、硝酸锌、乙酸锌和磷酸锌中的任一种。

热处理的温度在150-1000摄氏度。

热处理的时间在5秒-10小时。

所述氧化石墨烯和锌盐的质量比为1:10-100:1。

本发明的有益效果：本发明方法简单，不需其他化学试剂，绿色环保，同时降低了ZnO纳米颗粒晶粒尺寸。

附图说明

图1是本发明实施例1得到的石墨烯-ZnO颗粒复合材料的透射电子显微镜图；

具体实施方式：

下面结合实施例和附图对本发明做更进一步的解释。根据下述实施例，可以更好的理解本发明。然而，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

将原料氧化石墨烯和氯化锌按照质量比1:1的比例溶于去离子水中，通过超声混合均匀后进行离心分离并清洗干净；

将得到的产物在空气加热到1000摄氏度热处理5秒，待产物冷却到室温后取出得到石墨烯-ZnO纳米颗粒复合材料。

对产物进行透射电镜表征，结果如图1所示，可见ZnO纳米颗粒附着在石墨烯表面，ZnO颗粒尺寸小于10纳米。

实施例2

将原料氧化石墨烯和硫酸锌按照质量比10:1的比例溶于去离子水中，通过搅拌混合均匀后进行过滤分离并清洗干净；

将得到的产物在氧气环境中加热到150摄氏度热处理10小时，待产物冷却到室温后取出得到石墨烯-ZnO纳米颗粒复合材料。

所得结果与实施例1类似。

实施例3

将原料氧化石墨烯和磷酸锌按照质量比1:10的比例溶于去离子水中，通过搅拌混合均匀后进行离心分离并清洗干净；

将得到的产物在空气中加热到500摄氏度热处理2小时，待产物冷却到室温后取出得到石墨烯-ZnO纳米颗粒复合材料。

所得结果与实施例1类似。