[发明专利]一种石墨烯/黑磷量子点/含硫离子液体复合气凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯/黑磷量子点/含硫离子液体复合气凝胶，其特征在于，包括石墨烯三维骨架、以及负载在所述石墨烯三维骨架上的黑磷量子点和含硫离子液体，其中所述黑磷量子点被所述含硫离子液体包裹，所述石墨烯/黑磷量子点/含硫离子液体复合气凝胶具有三维多孔网状结构；所述石墨烯三维骨架与黑磷量子点的质量比为1：(0.375-8)；所述黑磷量子点与含硫离子液体的质量比为1：(6.25-666.7)；所述含硫离子液体的阳离子为锍盐类阳离子，结构式如下式(Ⅰ)所示：

其中，R₁、R₂、R₃分别独立地选自碳原子数为1-20的烷基。

2.如权利要求1所述的石墨烯/黑磷量子点/含硫离子液体复合气凝胶，其特征在于，所述石墨烯/黑磷量子点/含硫离子液体复合气凝胶的气孔率为70％-94％。

3.一种石墨烯/黑磷量子点/含硫离子液体复合气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将含有黑磷量子点和含硫离子液体的溶液与氧化石墨烯水溶液、以及还原剂混合搅拌均匀，得到混合溶液；其中，所述含硫离子液体的阳离子为锍盐类阳离子，结构式如下式(Ⅰ)所示：

其中，R₁、R₂、R₃分别独立地选自碳原子数为1-20的烷基；

(2)将所述混合溶液在无氧条件下于75-100℃进行水浴加热，反应1-3小时，反应结束后，得到含黑磷量子点的复合湿凝胶；

(3)将所述含黑磷量子点的复合湿凝胶依次置于亲水性有机溶剂和水进行纯化，再经冷冻干燥，得到含黑磷量子点的石墨烯/黑磷量子点/含硫离子液体复合气凝胶，所述石墨烯/黑磷量子点/含硫离子液体复合气凝胶包括石墨烯三维骨架、以及负载在所述石墨烯三维骨架上的黑磷量子点和含硫离子液体，其中所述黑磷量子点被所述含硫离子液体包裹，所述石墨烯/黑磷量子点/含硫离子液体复合气凝胶具有三维多孔网状结构；所述石墨烯三维骨架与黑磷量子点的质量比为1：(0.375-8)；所述黑磷量子点与含硫离子液体的质量比为1：(6.25-666.7)。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯水溶液中，氧化石墨烯的浓度为0.5-5mg/mL；所述氧化石墨烯的横向尺寸为3-20μm，所述氧化石墨烯的层数为1-10层。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含有黑磷量子点和含硫离子液体的溶液中，黑磷量子点的质量浓度为0.8-1.5mg/mL。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂与所述氧化石墨烯的质量比为(25-150)：1。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述含有黑磷量子点和含硫离子液体的溶液采用如下方式制备得到：

将块状黑磷、含硫离子液体按质量比为1：(1-200)混合后进行研磨，向研磨所得混合物中加入亲水性有机溶剂，然后在无氧条件下，100-160℃回流反应3-10小时，反应结束后，离心分离，取上清液，得到所述含有黑磷量子点和含硫离子液体的溶液。