[发明专利]一种银纳米粒子修饰碳球/石墨烯复合气凝胶材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种银纳米粒子修饰碳球/石墨烯复合气凝胶材料，其特征在于，该材料是以石墨烯气凝胶为载体，银纳米粒子修饰的碳球为活性组分的三维立体结构，其中尺寸为10~20nm的银纳米粒子分布于碳球表面，银纳米粒子修饰的碳球分散在石墨烯片之间，银载量为6~7wt%。

2.权利要求1所述的银纳米粒子修饰碳球/石墨烯复合气凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）氧化石墨烯前驱体分散液的制备：将氧化石墨超声分散于蒸馏水中，得到2~3mg/ml的氧化石墨烯前驱体分散液；

（2）碳球分散液的制备：取0.2~0.4mol/L的葡萄糖溶液放入高压反应釜中，于170~180℃下水热处理4~6h并自然冷却至室温；用乙醇、蒸馏水反复洗涤离心去除多余的葡萄糖，然后真空干燥，得到碳球；将碳球在15000rpm下超声分散20min于蒸馏水中，形成碳球分散液；

（3）银纳米粒子修饰碳球分散液的制备：向步骤（2）得到的碳球分散液中加入硝酸银溶液得到银离子混合溶液；振荡后并在室温下搅拌10~12h得到均匀混合物；该混合物经离心分离后，再用乙醇、蒸馏水反复洗涤去除多余银离子，然后超声分散于蒸馏水中，得到银纳米粒子修饰的碳球分散液；

（4）银纳米粒子修饰碳球/石墨烯复合气凝胶材料的制备：在步骤（1）得到的氧化石墨烯前驱体分散液中加入步骤（3）得到的银纳米粒子修饰的碳球分散液，超声降解1h后加入半胱氨酸，混合均匀；将混合物置于70~90℃油浴中8~10h，然后用超纯水洗涤去除多余的半胱氨酸后进行冷冻干燥，即得银纳米粒子修饰碳球/石墨烯复合气凝胶材料。

3.根据权利要求2所述的银纳米粒子修饰碳球/石墨烯复合气凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中碳球分散液的浓度为0.3%wt。

4.根据权利要求2所述的银纳米粒子修饰碳球/石墨烯复合气凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的银离子混合溶液中银离子浓度为1mol/L。

5.根据权利要求2所述的银纳米粒子修饰碳球/石墨烯复合气凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述半胱氨酸浓度为0.11~0.13mol/L。

6.根据权利要求2所述的银纳米粒子修饰碳球/石墨烯复合气凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中氧化石墨质量与半胱氨酸的体积比为1:2~1:3，所述氧化石墨烯前驱体分散液与银纳米粒子修饰的碳球分散液的体积比为8:9~8:10。

7.根据权利要求2所述的银纳米粒子修饰碳球/石墨烯复合气凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中冷冻干燥温度为-50℃，时间为24h。

8.权利要求1所述的银纳米粒子修饰碳球/石墨烯复合气凝胶材料在水处理过程中吸附降解有机污染物的应用。

9.权利要求1所述的银纳米粒子修饰碳球/石墨烯复合气凝胶材料在水处理过程中吸附重金属离子的应用。