[发明专利]一种负载有纳米银的微晶石墨烯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种负载有纳米银的微晶石墨烯复合材料的制备方法。由微晶石墨制备微晶氧化石墨基底；以银为靶材，通过电子束轰击蒸发形成银反应气源，交替通入银反应气源和惰性气体，在微晶氧化石墨基底上生长形成纳米银，然后置于肼蒸汽中还原，反应完成以后用去离子水清洗、低温干燥，得到负载有纳米银的微晶石墨烯复合材料，最后将负载有纳米银的微晶石墨烯复合材料进行热处理稳定；本发明制备得到的复合材料中，带正电的纳米银负载在微晶氧化石墨表面，提高了微晶氧化石墨对纳米银的负载率，同时，纳米银在氧化石墨烯表面可形成稳定的复合材料，最后还原得到微晶石墨烯复合材料具有高活性和高吸附性，并能保持吸附稳定性和长久性。

技术领域

本发明涉及石墨烯复合材料领域，更具体地，涉及一种负载有纳米银的微晶石墨烯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

石墨烯，是一种由sp²杂化的碳原子以六方形格子的形式成键，所形成的碳的二维平面单层结构，是碳的同素异形体。石墨烯具有良好的电学与光学性能、力学性能、热传导性能以及极高的电荷载流子迁移率，同时还有出色的机械强度和柔韧性。石墨烯的这些性质，让它受到众多关注而迅速成为研究的热点。通过化学修饰处理的石墨烯及其衍生物更是具有特殊功能的材料，可用于晶体管、液晶装置、电化学生物传感器、超级电容器、燃料电池、太阳能电池等等。

石墨烯基本都是用鳞片石墨制备而成，天然石墨有晶质(鳞片状)石墨和微晶(土状)石墨，微晶石墨晶体直径通常小于1μm，呈微晶集合体，分选性较差，故在工业上不如鳞片石墨应用广泛。我国微晶石墨资源丰富，主要蕴藏在中国河北、湖南、内蒙、山西和吉林等地，占全球储存量 的一半以上。微晶石墨晶体细小，集合体呈土状，无明显结晶取向，在电子、机械、 钢铁、铸造、日用化工等工业领域具有广泛的用途。

微晶石墨与晶质石墨相对比，晶体习性具有突出的差异性，前者呈镶嵌集合体，颗粒微小，电子显微镜下可见单体形态；后者呈单晶分散鳞片状，晶片肉眼可见。二者在化学反应属性、结晶取向性等方面具有明显差异性。我国微晶石墨储量高达20亿吨。随着我国优质石墨的过度开采，研发微晶石墨迫在眉睫。

纳米银具有优良的比表面积活性及催化性能，对抗菌及光催化吸附污染气体等领域都起到了极其广泛的应用。石墨烯是单原子厚度的二维碳原子晶体具有独特的电子，物理和化学性质。其独特的二维结构，使得石墨烯成为一个非常理想的纳米粒子的载体来制备石墨烯基的复合材料，用石墨烯负载纳米银粒子，存在于石墨烯层间的纳米银粒子可以起 到分离邻近石墨烯片层，防止石墨烯发生团聚的作用。

目前，虽已有一些关于石墨烯/银纳米复合材料的报道，但是其使用的都是鳞片石墨制备得到的石墨烯，并没有将微晶石墨烯利用起来，同时用鳞片石墨制备得到的石墨烯与纳米银复合制备方法较为复杂，并且生长在石墨烯表面的银纳米粒子尺寸、密度不可控。为了合理充分开发微晶石墨资源，在微晶石墨矿物学属性研究基础上，制备微晶石墨烯或者微晶氧化石墨，将纳米银负载在微晶石墨烯上，需要我们进一步研究。

发明内容

本发明的要解决的技术问题在于针对上述问题，提供一种负载有纳米银的微晶石墨烯复合材料，该材料石墨烯表面负载有大量纳米银，具有很高的稳定性及活性，同时制备成本低、无污染，符合绿色环保的目的。

本发明另一目的在于提供一种负载有纳米银的微晶石墨烯复合材料的制备方法。

本发明还有一目的在于提供一种负载有纳米银的微晶石墨烯复合材料的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种负载有纳米银的微晶石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.选用微晶石墨，采用改进Hummers法制备微晶氧化石墨；

S2.将步骤S1制备得到的微晶氧化石墨溶于水中进行二次超声分散，然后得到微晶氧化石墨溶液；