[发明专利]一种具有放射状多级孔结构的石墨烯复合小球及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有放射状多级孔结构的石墨烯复合小球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将氧化石墨烯均匀分散于聚合物溶液中获得氧化石墨烯悬浮液；所述的聚合物是溶于乙酸水溶液中的壳聚糖，所述乙酸的浓度为1～3wt％，所述聚合物在水溶液中的质量分数为0 .1～4wt％；

2)将步骤1)制得的氧化石墨烯悬浮液滴入由低温冷冻浴控温的接收液中，获得结晶复合小球；

3)将步骤2)所制得结晶复合小球进行冷冻干燥，即可获得氧化石墨烯/聚合物复合小球；

4)将步骤3)所获得的氧化石墨烯/聚合物复合小球加入到交联剂溶液中进行交联；所述交联剂为戊二醛；如复合小球中含有醋酸，则需要先浸入5％～20％的碱溶液中浸泡0.5h～1h；

5)将步骤4)所获得的氧化石墨烯/聚合物复合小球在液相或气相还原剂中进行还原，最终得到具有放射状多级孔结构的石墨烯复合小球；

步骤2)中所说冷冻浴温度为-30℃～-196℃，所述冷冻浴包括液氮、干冰、液氮/乙酸乙酯、干冰/丙酮或是温度可控的低温设备预制低温环境；所述接收液置于冷冻浴中，所述接收液是乙酸乙酯、甲苯、正己烷、正庚烷或液氮中的一种,所述滴入方法，采用不同直径针头的注射器通过注射泵滴入接收液或采用自动滴丸机或匀胶机将氧化石墨烯悬浮液滴入接收液，所述针头为14G～22G中的一种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述氧化石墨烯在悬浮液中的浓度为1～30mg/g。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述氧化石墨烯悬浮液中溶剂为水，或为水/辅助溶剂；所述辅助溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、噻吩、叔丁醇、乙二醇和1 ,4-二氧六环；溶剂为水/辅助溶剂时，所述氧化石墨烯悬浮液中辅助溶剂的质量分数为0～50wt％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述冷冻干燥为在真空下干燥24h～120h，温度为-5～-50℃，真空度＜20Pa。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中所述还原剂为水合肼、甲基肼、苯肼、硼氢化钠、氢溴酸水溶液、尿素水溶液、硫代硫酸钠水溶液、氢碘酸水溶液、维生素C水溶液、葡萄糖水溶液、苯酚水溶液、NaHS、(NH₄)₂S中的一种，其浓度为1～40wt％；所述还原温度为40℃～90℃，还原后，过滤、清洗，然后进行25℃～80℃的真空干燥或-5℃～-50℃的冷冻干燥，获得具有放射状多级孔结构的石墨烯复合小球；或，步骤5)中所述还原为在水合肼蒸气中还原,获得具有放射状多级孔结构的石墨烯复合小球。

6.根据权利要求1-5任一项方法所制得的具有放射状多级孔结构石墨烯复合小球，其特征在于所述石墨烯复合小球直径为500um～3mm，比表面积为40-560m²/g，具有＜2nm的纳米级微孔、2nm-50nm的中孔，以及放射状的微米级大孔。

7.根据权利要求6所述的石墨烯复合小球的应用，其特征在于，所述的石墨烯复合小球对小分子、中分子、大分子物质和部分病毒具有吸附性，所述小分子、中分子、大分子物质和部分病毒包括安定、胆红素、VB₁₂、β₂微球蛋白、白细胞介素、肿瘤坏死因子、甲状旁腺激素和乙肝病毒。