[发明专利]一种中空Pt/Ni合金与石墨烯气凝胶复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种中空Pt/Ni合金与石墨烯气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：首先利用超声波化学还原法和回流法连续还原反应获得具有中空结构的Pt/Ni合金纳米颗粒，该纳米颗粒平均尺寸为11～13nm，然后采用自组装工艺将该纳米颗粒组装到氧化石墨烯片层上，并形成三维多孔气凝胶结构的复合材料；采用超声波化学还原法，强还原剂可以把过渡金属还原成纳米颗粒，由于该步骤中反应时间很短，因此剩余的Pt离子腐蚀已生成的Ni纳米颗粒形成中空结构的Pt/Ni合金，此外，在回流法中的连续还原使得Pt离子全部得以还原，将获得的分散的Pt/Ni纳米颗粒组装到二维氧化石墨烯片层中，再利用抗坏血酸还原就可以将该复合物组装成三维多孔石墨烯复合材料，即中空Pt/Ni合金与石墨烯气凝胶复合材料。

2.如权利要求1所述的一种中空Pt/Ni合金与石墨烯气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于所述制备方法步骤如下：

a)中空结构的Pt/Ni合金纳米颗粒的制备

1)将一定量的质量浓度为1％的柠檬酸钠水溶液加入去离子水中得到柠檬酸钠水溶液2；

2)将一定量的摩尔浓度均为0.1mol/L的铂金属化合物水溶液和镍金属化合物水溶液加入1)中的柠檬酸钠水溶液2中，混合均匀；

3)超声波化学反应还原：在超声的条件下，将一定量的强还原剂加入2)中获得混合溶液中，并持续超声一定时间；

4)回流法连续还原：将一定量的弱还原剂加入3)混合溶液中，一定温度下继续反应一定时间后结束，离心水洗后获得Pt/Ni合金溶胶；

b)Pt/Ni合金纳米颗粒与石墨烯气凝胶的组装

1)将一定量质量分数为1.2％的PDDA水溶液加入1mg/mL的氧化石墨烯水溶液中，超声后获得PDDA修饰后的氧化石墨烯水溶液；

2)将a)中所制备的中空Pt/Ni合金纳米溶胶经常规凝缩方法使得浓度为1mg/mL后，再加入b)步骤中1)获得的PDDA修饰后的氧化石墨烯水溶液中，超声分散30min；

3)将一定量的抗坏血酸加入2)混合溶液中，超声分散2min；

4)将3)所获的混合溶液密封后放入干燥箱中，一定温度下保温一定时间后获得中空Pt/Ni合金与石墨烯液凝胶复合材料，经过冷冻干燥或超临界二氧化碳干燥后，即可获得中空Pt/Ni合金与石墨烯气凝胶复合材料。

3.如权利要求2所述的一种中空Pt/Ni合金与石墨烯气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤a)中的1)所述的质量浓度为1％的柠檬酸钠水溶液的体积与去离子水的体积比为：0.05-0.15：1。

4.如权利要求3所述的一种中空Pt/Ni合金与石墨烯气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤a)中的1)所述的质量浓度为1％的柠檬酸钠水溶液的体积与去离子水的体积比为0.12:1。

5.如权利要求2所述的一种中空Pt/Ni合金与石墨烯气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤a)中2)中所述铂金属化合物和镍金属化合物种类分别选自包括下列的组群：K₂PtCl₆，K₂PtCl₄，Pt(NO₃)2和NiCl₂·6H₂O，Ni(ClO₃)₂，Ni(ClO₃)₂·6H₂O，Ni(NO₃)2·6H₂O，NiSO₄·6H₂O，NiSO₄·7H₂O中一种；步骤a)中2)0.1mol/L的铂金属化合物水溶液与去离子水的体积比为0.006-0.014:1，0.1mol/L的镍金属化合物水溶液与去离子水的体积比为0.006-0.014:1。

6.如权利要求5所述的一种中空Pt/Ni合金与石墨烯气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤a)中2)0.1mol/L的铂金属化合物水溶液与去离子水的体积比为0.01:1，0.1mol/L的镍金属化合物水溶液与去离子水的体积比为0.01:1。