[发明专利]一种介孔二氧化硅石墨烯多层复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种介孔二氧化硅石墨烯多层复合材料，其特征在于：由三层结构组成，中间层为石墨烯层，上下两层分别为介孔二氧化硅层，所述介孔二氧化硅层系由二氧化硅紧密堆积形成的介孔纳米片构成。

2. 根据权利要求1所述的一种介孔二氧化硅石墨烯多层复合材料，其特征在于：所述介孔纳米片大小为40-2500 nm，厚度为20-100 nm，比表面积为350-1800 m²/g，孔径为2.5-20 nm，孔容为0.35-2.25 cm³/g。

3.根据权利要求2所述的一种介孔二氧化硅石墨烯多层复合材料，其特征在于，所述材料通过以下制备方法得到：

（1）将模板剂和催化剂溶解到水中，所得溶液中表面活性剂的质量百分比为0.5-20%；将石墨烯片加入所述溶液中，超声分散，得到黑色混合液；

将硅源溶于有机溶剂中，得到有机溶液；所述硅源的质量百分比为2.5-30%；

将所述有机溶液加入到所述黑色混合液的上层，形成上层油相，得到两相分层体系；

所述石墨烯片与所述硅源的质量比为0.0002-0.00095，所述模板剂与所述硅源的质量比为0.25-8.0；

（2）所述两相分层体系在温度35-70℃中反应；得到粗产物；

（3）将步骤（2）的粗产物在惰性气体气氛下，从室温升温至400-1000℃，去除所述粗产物中的模板剂和石墨烯片表面的含氧基团。

4.根据权利要求3所述的一种介孔二氧化硅石墨烯多层复合材料，其特征在于：所述的模板剂为季铵盐类阳离子表面活性剂，所述季铵盐类阳离子表面活性剂选自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和十八烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。

5. 根据权利要求3所述的一种介孔二氧化硅石墨烯多层复合材料，其特征在于，所述催化剂选自氨水、脂肪胺、醇胺、芳香胺、酰胺、芳香胺、脂环胺中的一种或多种；所述催化剂的质量百分比为0.05-1.0 %；所述石墨烯片选自氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、石墨烯中的一种或多种；所述硅源选自硅酸钠、气相二氧化硅、正硅酸乙酯中的一种或多种；所述有机溶剂选自二氧六环、环己烷、正己烷、十氢萘、烯烃中的一种或多种。

6.一种介孔二氧化硅石墨烯多层复合材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）将模板剂和催化剂溶解到水中，所得溶液中表面活性剂的质量百分比为0.5-20%；将石墨烯片加入所述溶液中，超声分散，得到黑色混合液；

将硅源溶于有机溶剂中，得到有机溶液；所述硅源的质量百分比为2.5-30%；

将所述有机溶液加入到所述黑色混合液的上层，形成上层油相，得到两相分层体系；

所述石墨烯片与所述硅源的质量比为0.0002-0.00095，所述模板剂与所述硅源的质量比为0.25-8.0；

（2）所述两相分层体系在温度35-70℃中反应；得到粗产物；

（3）将步骤（2）的粗产物在惰性气体气氛下，从室温升温至400-1000℃，去除所述粗产物中的模板剂和石墨烯片表面的含氧基团。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的模板剂为季铵盐类阳离子表面活性剂，所述季铵盐类阳离子表面活性剂选自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和十八烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。

8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自氨水、脂肪胺、醇胺、芳香胺、酰胺、芳香胺、脂环胺中的一种或多种；所述催化剂的质量百分比为0.05-1.0 %；所述石墨烯片选自氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、石墨烯中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自氨水、辛胺、十二胺、三乙醇胺、二乙醇胺中的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述硅源选自硅酸钠、气相二氧化硅、正硅酸乙酯中的一种或多种；所述有机溶剂选自二氧六环、环己烷、正己烷、十氢萘、烯烃中的一种或多种。