[发明专利]介孔二氧化硅/石墨烯/介孔二氧化硅复合材料及其制备

权利要求书

1.一种介孔二氧化硅/石墨烯/介孔二氧化硅复合材料，其特征在于，所述复合材料的为三层结构，从上至下依次为介孔二氧化硅、石墨烯、介孔二氧化硅。

2.一种介孔二氧化硅/石墨烯/介孔二氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

(1)将表面活性剂和催化剂溶解到水中，搅拌至澄清溶液；该澄清溶液中表面活性剂的浓度为0.5-20wt％；将石墨烯片加入所述澄清溶液中，超声分散，继续搅拌，得到黑色溶液；

将硅源溶于有机溶剂中，得到有机溶液；其中硅源的浓度为2.5-30wt％；

将所述有机溶液加入到所述黑色溶液的上层，形成上层油相，得到两相分层体系；

所述石墨烯片与硅源的质量比为0.0002-0.00095，表面活性剂与硅源的质量比为0.25-8.0；

(2)所述两相分层体系在温度35-70℃中反应；得到生长在石墨烯片两侧的介孔二氧化硅片；

(3)将步骤(2)的产物在惰性气体气氛下，从室温升至温度400-1000℃，去除其中的表面活性剂和石墨烯片表面的含氧基团，得到介孔二氧化硅/石墨烯/介孔二氧化硅三明治结构的纳米复合材料。

3.根据权利要求2所述的一种介孔二氧化硅/石墨烯/介孔二氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂选自季铵盐类阳离子表面活性剂中的一种或几种；包括但不限于十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基溴化铵。

4.根据权利要求2所述的一种介孔二氧化硅/石墨烯/介孔二氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述的催化剂选自氨水、脂肪胺、醇胺、芳香胺、酰胺、芳香胺、脂环胺中的一种或几种；包括但不限于辛胺、十二胺、三乙醇胺、二乙醇胺。

5.根据权利要求2或3所述的一种介孔二氧化硅/石墨烯/介孔二氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，溶液中所述催化剂的浓度为0.2-0.5wt％。

6.根据权利要求2所述的一种介孔二氧化硅/石墨烯/介孔二氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯片选自氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、石墨烯中的一种或几种。

7.根据权利要求2所述的一种介孔二氧化硅/石墨烯/介孔二氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)继续搅拌的时间控制在0.05-5h。

8.根据权利要求2所述的一种介孔二氧化硅/石墨烯/介孔二氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述的硅源选自硅酸钠、气相二氧化硅、正硅酸乙酯中的一种或几种；所述的有机溶剂选自二氧六环、环己烷、正己烷、十氢萘、烯烃中的一种或几种。

9.根据权利要求2所述的一种介孔二氧化硅/石墨烯/介孔二氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中反应的时间为2-12h；所述步骤(3)中的升温速率为0.2-5℃/min，升至温度400-1000℃时保持3-12h。

10.根据权利要求2所述的一种介孔二氧化硅/石墨烯/介孔二氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，制得的材料的两侧是由二氧化硅紧密堆积形成的介孔纳米片，其片大小为40～2500nm，厚度为20～100nm，比表面积为350～1800m²/g，孔径为2.5～20nm，孔容为0.35～2.25cm³/g。