[发明专利]一种磁性氧化石墨烯复合纳米材料及其制备方法

权利要求书

1.一种磁性氧化石墨烯复合纳米材料，其特征在于：所述材料由氧化石墨烯、磁性纳米颗粒和聚多巴胺壳层构成，氧化石墨烯上连接有由聚多巴胺包裹的磁性纳米颗粒，聚多巴胺作为磁性纳米颗粒和氧化石墨烯之间的连接臂，使磁性纳米颗粒固载于氧化石墨烯表面。

2.根据权利要求1所述的磁性氧化石墨烯复合纳米材料，其特征在于：所述磁性纳米颗粒为铁磁性物质或顺磁性物质中的一种或多种，所述铁磁性物质为铁、钴、镍，或包含铁、钴、镍元素中的一种或两种以上的合金，顺磁性物质为铁氧化物或锰，磁性纳米颗粒优选为四氧化三铁纳米颗粒。

3.根据权利要求1所述的磁性氧化石墨烯复合纳米材料，其特征在于：所述氧化石墨烯为多层或单层，所述由聚多巴胺包裹的磁性纳米颗粒连接于多层氧化石墨烯的每层之间或层上；或者单层氧化石墨烯的一侧或两侧。

4.根据权利要求1所述的磁性氧化石墨烯复合纳米材料，其特征在于：所述磁性氧化石墨烯复合纳米材料为被剥离的无序结构；

所述磁性纳米颗粒粒径为10-1000nm，聚多巴胺壳层包裹厚度为1-500nm。

5.一种权利要求1-4任一所述磁性氧化石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于：通过下述方法制备，步骤1)为根据溶剂热法制备柠檬酸稳定的磁性纳米颗粒；步骤2)为在碱性缓冲溶液中将磁性纳米颗粒表面包裹聚多巴胺壳层；步骤3)为将聚多巴胺包裹的磁性纳米颗粒分散于去离子水中，将氧化石墨烯分散于去离子水中，随后将两种溶液混合，在室温下强烈振荡，使磁性纳米颗粒固载于氧化石墨烯表面上，制备磁性氧化石墨烯复合纳米材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

步骤1)柠檬酸稳定的磁性纳米颗粒的制备：在乙二醇中，加入六水和三氯化铁(FeCl₃.6H₂O)和柠檬酸钠，然后加入无水乙酸钠，超声后强烈搅拌，制备得到均匀的溶液，最后装入聚四氟乙烯反应釜中，压力为5-10MPa，在200-240℃下反应10-14h，产物用去离子水和无水乙醇交替清洗，真空干燥，制备得到所得磁性纳米颗粒；

步骤2)聚多巴胺包裹磁性纳米颗粒(Fe₃O₄/PDA)制备：将磁性纳米颗粒分散于Tris-HCl缓冲液中，pH控制在8.0-8.5之间，然后加入多巴胺，振荡均匀后，在25-37℃水浴中搅拌反应2-6h，反应结束后，产物用去离子水和无水乙醇交替清洗，真空干燥，制备得到聚多巴胺包裹的磁性纳米颗粒；

步骤3)磁性氧化石墨烯复合纳米材料(Fe₃O₄/PDA/GO)制备：Fe₃O₄/PDA分散于去离子水中，将氧化石墨烯分散于去离子水中，随后，将两种溶液混合，在室温下强烈振荡2-24h，反应结束后，用去离子水和无水乙醇交替清洗产物，真空干燥后，制备得到磁性氧化石墨烯复合纳米材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中FeCl₃.6H₂O：柠檬酸钠：无水乙酸钠的质量比1:1:1-1:10:10；

步骤2)中多巴胺与步骤1)得到的磁性纳米颗粒的质量比1:1-1:10；

步骤3)中混合后的溶液中，氧化石墨烯与Fe₃O₄/PDA的质量比为1:10-10:1。