[发明专利]一种石墨烯/Pt纳米复合气凝胶材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯/Pt纳米复合气凝胶材料及其制备方法。本发明的石墨烯/Pt纳米复合气凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：将H₂PtCl₆·6H₂O的异丙醇溶液与氧化石墨烯溶液混合得混合液，之后向所述混合液中通入10～20min氮气，然后将混合液于室温下进行⁶⁰Co辐照，之后进行洗涤、冷冻干燥即得。本发明的制备方法，整个过程不需要额外添加任何表面活性剂，制备出的石墨烯/Pt(GA/Pt)纳米复合气凝胶材料中Pt纳米颗粒的分散性非常好，该材料具有石墨烯气凝胶的质轻、孔隙率高的优点。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯/Pt纳米复合气凝胶材料及其制备方法。

背景技术

对硝基苯酚(4-NP)是一种在水中常见的有机污染物。移除对硝基苯酚一直以来是一个非常重要的问题。目前已经发展了很多方法，包括：吸附、微生物降解、光催化降解，电Fenton法、电凝法、电化学处理法等。另一方面，对硝基苯酚通常的前驱体是对氨基苯酚(4-AP)，对硝基苯酚是制备止痛剂/退热剂药物的一种重要的中间产物，它还可以作为显影剂、防腐剂，防腐润滑剂、染发剂。在高温、高氢压下置于乙醇溶液中的金属催化剂已经实现对4-NP催化加氢。然而，为了节约能源，安全操作并且避免使用有机溶剂，探索在合适的温和的水环境中实现4-NP和4-AP的转化仍然是十分必要的。

金属纳米粒子具有更高的费米电位，能有效降低还原电位，能有效催化电子转移反应的进行。随着纳米技术在过去的二十年里迅速蓬勃发展，金属纳米粒子在硼氢化钠(NaBH₄)溶液中实现将4-NP温和的还原成4-AP的反应越来越受到关注。此外，因为磁性纳米粒子具有高的比表面积和磁可恢复性的异构支持使其在催化反应中具有很高的催化活性，已有研究者在氧化铁方面做了一些努力，以纳米粒子为支撑，开发可控制恢复磁性的纳米催化剂，用于催化还原4-NP，如Au–Fe₃O₄和Ag@Pd–Fe₃O₄复合纳米材料。然而，大多数的合成制备以上金属纳米粒子和磁性复合纳米粒子，都涉及到使用表面活性剂、还原剂、或者有毒有害的有机溶剂。为了降低或者消除对人类健康和环境的危害，开发一种绿色环保的催化还原4-NP的催化剂的制备方法具有好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯/Pt纳米复合气凝胶材料的制备方法，该方法进行⁶⁰Co辐照即可，绿色环保。

本发明的第二个目的在于提供一种石墨烯/Pt纳米复合气凝胶材料。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种石墨烯/Pt纳米复合气凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：

将H₂PtCl₆·6H₂O的异丙醇溶液与氧化石墨烯溶液混合得混合液，之后向所述混合液中通入10～20min氮气，然后将混合液于室温下进行⁶⁰Co辐照，之后进行洗涤、冷冻干燥即得。

所述混合液中氧化石墨烯的浓度为1～6mg/mL。

所述混合液中氧化石墨烯和H₂PtCl₆·6H₂O的质量比为1～8：1。

所述⁶⁰Co辐照的总剂量为100～300kGy。

所述⁶⁰Co辐照的剂量率是1.00～6.50kGy/h，辐照总时间为20～86h。

所述氧化石墨烯溶液由包括以下步骤的制备方法制得：将石墨用硝酸、高锰酸钾、硫代硫酸钾、五氧化二磷和过氧化氢进行氧化处理，随后依次用盐酸、过氧化氢溶液进行清洗，之后通过离心分离，将所得溶液装入透析袋中进行离子交换透析，透析后透析袋中所装溶液即为氧化石墨烯溶液。