[发明专利]双醛淀粉纳米晶/石墨烯复合气凝胶及其制备方法与应用

权利要求书

1.双醛淀粉纳米晶/石墨烯复合气凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)淀粉纳米晶的制备：将淀粉用硫酸水溶液配置成淀粉乳，将淀粉乳搅拌，清洗至中性，冷冻干燥，得到淀粉纳米晶；

(2)双醛淀粉纳米晶的制备：在温度为20-50℃的条件下，以高碘酸钠为氧化剂，将高碘酸钠与淀粉纳米晶混合，控制pH为2-4，反应1-5h，制备出醛基质量含量为10-50％的双醛淀粉纳米晶；

(3)复合气凝胶的制备：将氧化石墨烯与双醛淀粉纳米晶混合；加入维生素C，超声处理、涡旋，在水浴锅中70-100℃温度下反应1-5h；清洗至中性，冷冻干燥后得到双醛淀粉纳米晶/石墨烯复合气凝胶。

2.根据权利要求1所述的双醛淀粉纳米晶/石墨烯复合气凝胶的制备方法，其特征在于：所述的硫酸水溶液的浓度为3-5mol/L；所述的淀粉乳的质量分数为10-30％。

3.根据权利要求1所述的双醛淀粉纳米晶/石墨烯复合气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、木薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉和大米淀粉中的一种或多种；所述的淀粉乳搅拌是将淀粉乳放置30-50℃水域中搅拌，搅拌的时间为3-8d。

4.根据权利要求1所述的双醛淀粉纳米晶/石墨烯复合气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(3)所述的清洗至中性是用蒸馏水离心清洗。

5.根据权利要求1所述的双醛淀粉纳米晶/石墨烯复合气凝胶的制备方法，其特征在于：所述的高碘酸钠与淀粉纳米晶的摩尔比为0.2:1-0.8:1。

6.根据权利要求1所述的双醛淀粉纳米晶/石墨烯复合气凝胶的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯是采用如下改进的Hummer法制备：

(1)将鳞片石墨加入到0-5℃的冰水浴中，然后加入0.5-1倍石墨质量的硝酸钠和50-80倍浓硫酸，在冰水域中搅拌10-20min；

(2)缓慢加入3-5倍石墨质量的高锰酸钾，持续搅拌并控制温度小于20℃，搅拌25-35min中后将产物放置在20-30℃水浴中搅拌1-2h；

(3)然后缓慢加入40-50倍石墨质量的蒸馏水，并升温至90-95℃后搅拌10-15min；加入100-140倍石墨质量的蒸馏水，滴加双氧水直至溶液变成金黄色；

(4)金黄色溶液用稀盐酸清洗，然后用蒸馏水在10000rpm的转速下离心清洗至中性；冷冻干燥，得到氧化石墨烯。

7.根据权利要求1所述的双醛淀粉纳米晶/石墨烯复合气凝胶的制备方法，其特征在于：所述的氧化石墨烯与双醛淀粉纳米晶的质量比为0.25:1～2:1；氧化石墨烯与维生素C质量比为1:50-1:300。

8.根据权利要求1所述的双醛淀粉纳米晶/石墨烯复合气凝胶的制备方法，其特征在于：所述的超声处理的时间为5-10min；所述涡旋的时间为5-10min。

9.一种双醛淀粉纳米晶/石墨烯复合气凝胶，其特征在于其由权利要求1-8任一项所述的制备方法制得；所述双醛淀粉纳米晶/氧化石墨烯复合气凝胶为三维网络结构，双醛淀粉纳米晶嵌入在石墨烯骨架中。

10.权利要求9所述的双醛淀粉纳米晶/石墨烯复合气凝胶在染料吸附中的应用。