[发明专利]一种花状石墨烯/丝素蛋白纳米簇及其制备方法

说明书

本发明公开了一种花状石墨烯/丝素蛋白纳米簇及其制备方法，属于新兴材料制备技术领域。制备方法包括如下步骤：1)通过常规脱胶方法制备丝素蛋白溶液；2）通过常规hummers法制备氧化石墨烯溶液；3）将丝素蛋白溶液和氧化石墨烯溶液搅拌混合均匀；4）将步骤3获得的混合溶液置于器皿中，并在溶液两端插入电极，施加电压；5）一段时间后，将电极附近的凝胶取出，并滴加水合肼溶液进行缓慢还原；6）将步骤5制备的材料洗涤后干燥得到相应的花状石墨烯/丝素蛋白纳米簇材料。该花状石墨烯/丝素蛋白纳米簇材料具有良好的导电性能，巨大的比表面积，是一种理想的能量存储和传感器敏感材料。

技术领域

本发明属于新兴材料制备技术领域，涉及一种花状石墨烯/丝素蛋白纳米簇及其制备方法。

背景技术

随着科技的日新月异，人们生活水平的不断提高，各种能源存储器及传感器的开发与应用受到越来越多的关注。其中储能材料、传感器的敏感材料分别是能源存储器和传感器的核心部分，因此这些新型功能材料的研发显得越来约重要，成为大家研究的热点。

其中，石墨烯由于具有其他材料无法企及的性质（Science, 2008,321, 385-388），包括巨大的比表面积(2630 m²/g)、高电子迁移率(2×10⁵ cm²/(V•s))、好的导热性能（5000 W/(m•K)、良好的化学稳定性及优异的力学性能（1100GPa），而成为当今的研究热点。但石墨烯亲水性差不利于其他复合材料的开发，而氧化石墨烯（GO）由于具有丰富的羟基、羧基等基团，具有良好的亲水性，可分散在水溶液或其他有机溶剂中，容易与其他物质复合，形成各种新型结构的复合物。因此，氧化石墨烯成为石墨烯复合材料的首选原料。

此外，丝素蛋白是蚕吐丝结茧时所纺制的直径约为 10μm 的蚕丝的主要成份之一。它具有较强的力学性能，良好的生物相容性及生物可降解性。并且丝蛋白还具有独特的光、电性能（Nat. Photonics, 2008, 2, 641-643；Nat. Mater., 2010, 9, 511-517）。因此，丝蛋白在生物医学（支架、膜、药物载体等）、光电材料等方面有着广泛的应用前景（Nat.Mater., 2010, 9, 511-517；Nat. Mater., 2010, 9, 511-517）。

本发明以氧化石墨烯和丝素蛋白为原料，通过外加电源诱导花状氧化石墨烯/丝蛋白复合物的形成，并再结合水合肼的还原，最终形成花状石墨烯/丝蛋白纳米簇复合物。

发明内容

针对现有技术（溶剂热法、共沉淀法等）存在的功耗高等问题，本发明旨在提供一种节能环保的花状石墨烯/丝素蛋白纳米簇及其制备方法，包括以下步骤：

1)通过常规脱胶方法制备丝素蛋白溶液；

2）通过常规hummers法制备氧化石墨烯溶液；

3）将丝素蛋白溶液和氧化石墨烯溶液搅拌混合均匀；

4）将步骤3获得的混合溶液置于玻璃器皿中，并在溶液两端插入电极，施加电压；

5）一段时间后将电极附近的凝胶取出，并滴加水合肼溶液进行缓慢还原；

6）将步骤5制备的材料洗涤后干燥得到相应的花状石墨烯/丝素蛋白纳米簇材料。

优选的，步骤3）中氧化石墨烯和丝素蛋白的质量比为1/10~2/1

优选的，步骤4）中溶液两端的电极为石墨棒、玻碳、金电极、ITO玻璃、FTO玻璃中的一种。

优选的，步骤4）中溶液两端正负极施加的电压为0.5～3V。

优选的，步骤5）中通电时间为10分钟～1小时。

优选的，步骤5）中水合肼溶液的质量为1微克～2克。