[发明专利]一种具有核壳结构的石墨烯/碳纳米管复合微珠的制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有核壳结构的石墨烯/碳纳米管复合微珠的制备方法，其特征在于一种具有核壳结构的石墨烯/碳纳米管复合微珠的制备方法是按以下步骤完成的：

一、制备酸化碳纳米管：

将碳纳米管浸入到混酸中，再在温度为60℃～80℃和搅拌速度为150r/min～300r/min下搅拌回流1h～5h，再以蒸馏水为清洗剂抽滤洗涤3次～5次，最后在温度为80℃～120℃下干燥，得到酸化碳纳米管；

二、制备分散相溶液：

将氧化石墨烯水溶液和酸化碳纳米管加入到去离子水中，再在搅拌速度为200r/min～400r/min下搅拌反应0.5h～12h，最后在超声功率为50W～100W下超声15min～120min，得到分散相；

步骤二中所述的分散相中固含量为1mg/mL～15mg/mL；

步骤二中所述的分散相中氧化石墨烯与酸化碳纳米管的质量比为(1～10):10；

三、连接微流控装置：

将分散相倒入微流控装置的第一注射器(1)中，再将流动相倒入第二注射器(2)中，使用微量注射泵(3)将分散相和流动相分别推进到接收盒(5)中，得到石墨烯/碳纳米管复合微珠；

步骤三中分散相与流动相的推进速度比为(0.1～1):100；

步骤三中所述的流动相为二甲基硅油；

四、固化：

将石墨烯/碳纳米管复合微珠置于真空干燥箱中固化，再使用溶剂洗涤3次～5次，最后置于室温中晾干，得到固体石墨烯/碳纳米管复合微珠；

步骤四中所述的固化温度为25℃～60℃，固化时间为12h～36h；

五、煅烧：

将固体石墨烯/碳纳米管复合微珠放入马弗炉中，再在惰性气氛下煅烧，得到具有核壳结构的石墨烯/碳纳米管复合微珠；

步骤五中所述的煅烧温度为600℃～1000℃，从室温升温至600℃～1000℃的升温速率为1℃/min～20℃/min，在600℃～1000℃下的煅烧时间为1h～5h。

2.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的石墨烯/碳纳米管复合微珠的制备方法，其特征在于步骤一中所述的混酸为质量分数为98％的硫酸和质量分数为65％的硝酸的混合液；混酸中质量分数为98％的硫酸与质量分数为65％的硝酸的体积比为(1～5):1。

3.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的石墨烯/碳纳米管复合微珠的制备方法，其特征在于步骤二中所述的分散相溶液中固含量为1mg/mL～5mg/mL；步骤二中所述的分散相溶液中氧化石墨烯与酸化碳纳米管的质量比为(1～4):10。

4.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的石墨烯/碳纳米管复合微珠的制备方法，其特征在于步骤二中所述的二甲基硅油的粘度为100cst～500cst。

5.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的石墨烯/碳纳米管复合微珠的制备方法，其特征在于步骤三中所述的微流控装置包括第一注射器(1)、第二注射器(2)、微量注射泵(3)、三通(4)和接收盒(5)；所述的第一注射器(1)和第二注射器(2)平行设置在微量注射泵(3)内，第一注射器(1)通过导管与三通(4)的垂直端相连接，第二注射器(2)通过导管与三通(4)的水平端相连接，三通(4)的另一水平端用导管与接收盒(5)相连接，接收盒(5)的材质为聚丙烯，导管的材质为聚四氟乙烯。

6.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的石墨烯/碳纳米管复合微珠的制备方法，其特征在于步骤四中所述的溶剂为正己烷、环己烷、正庚烷和石油醚中的一种或其中几种的混合液。

7.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的石墨烯/碳纳米管复合微珠的制备方法，其特征在于步骤四中所述的固化温度为25℃～45℃，固化时间为12h～24h。

8.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的石墨烯/碳纳米管复合微珠的制备方法，其特征在于步骤五中所述的惰性气氛为氮气、氦气或氩气。