[发明专利]纳米金属-还原氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种纳米金属‑还原氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用，该方法包括步骤如下：配制氧化石墨烯水溶液并调节pH值为8～13；配制金属盐水溶液，将金属盐水溶液加入到调节pH值后的氧化石墨烯水溶液中混合均匀，得混合溶液；向混合溶液中加入还原剂进行还原反应，得纳米金属‑还原氧化石墨烯复合材料。该方法充分利用氧化石墨烯分子的结构特点，无需额外加入分散剂，可大规模工业化生产。所得复合材料具有优良的抑菌性能，可作为抑菌材料，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种纳米金属-还原氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

氧化石墨烯(Graphene Oxide)，作为从氧化石墨上剥离下来的单层材料，由于在表面及边缘上大量含氧基团的引入，可在水溶液以及极性溶剂中稳定存在。经过氧化处理后，氧化石墨仍保持石墨的层状结构，但在每一层的石墨烯单片上引入了许多氧基功能团。这种稳定的氧化石墨烯片层可以用来搭载金属纳米粒子，例如纳米银、纳米金等，所得材料具有广泛的应用前景。目前，氧化石墨烯-金属复合材料的制备方法主要为原位还原法，然而这种方法多需要在其中加入分散剂，以避免金属纳米粒子团聚，但分散剂的加入会对材料的性能产生影响，在实际应用中也产生很大局限性。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种纳米金属-还原氧化石墨烯复合材料的制备方法，以及采用该方法所得的复合材料，该方法充分利用氧化石墨烯分子的结构特点，无需额外加入分散剂，所得复合材料具有优良的抑菌性能，适用于大规模工业化生产。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种纳米金属-还原氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括步骤如下：配制氧化石墨烯水溶液并调节pH值为8～13；配制金属盐水溶液，将金属盐水溶液加入到调节pH值后的氧化石墨烯水溶液中混合均匀，得混合溶液；向混合溶液中加入还原剂进行还原反应，得纳米金属-还原氧化石墨烯复合材料，所述金属选自金、银、铂、铁、钴和镍中的一种或多种。

根据本发明的一个实施方式，调节pH值包括：向氧化石墨烯水溶液中加入可溶性碱，可溶性碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水中的一种或多种。

根据本发明的一个实施方式，氧化石墨烯水溶液中，氧化石墨烯的浓度为50g/L～500g/L。

根据本发明的一个实施方式，所述金属为银，金属盐选自硝酸银、乙酸银、柠檬酸银、甲磺酸银和银氨溶液中的一种或多种。

根据本发明的一个实施方式，氧化石墨烯与金属盐的质量比为1： (0.1～5)。

根据本发明的一个实施方式，还原剂选自柠檬酸钠、葡萄糖、抗坏血酸、硼氢化钠、水合肼、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二醇和甲醛中的一种或多种。

根据本发明的一个实施方式，还原反应的温度为30℃～100℃，还原反应的反应时间为0.1h～48h。

根据本发明的一个实施方式，还包括对还原反应后的溶液过滤、洗涤并干燥后得纳米金属-还原氧化石墨烯复合材料，干燥包括冷冻干燥或在30℃～60℃下烘干干燥。

本发明还提供一种纳米金属-还原氧化石墨烯复合材料，采用上述制备方法获得。

本发明还提供上述纳米金属-还原氧化石墨烯复合材料作为抑菌材料的应用，其中所述金属为银。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果在于：