[发明专利]一种聚多巴胺修饰的炭黑-氧化石墨烯复合微球及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种聚多巴胺修饰的炭黑-氧化石墨烯复合微球的制备方法，包括步骤如下：

(1)将炭黑(CB)粉末缓慢加入到氧化石墨烯(GO)分散液中，边加入边搅拌得到混合分散液，然后将混合分散液喷雾干燥，制得炭黑-氧化石墨烯复合微球(CB-GO)；

(2)将炭黑-氧化石墨烯复合微球(CB-GO)分散到三羟甲基氨基甲烷(Tris)缓冲溶液中，再加入聚多巴胺粉末，室温下搅拌，反应18～28h，反应结束后经去离子水洗涤2～4遍，于50～70℃下烘干24～48h，制得聚多巴胺修饰的炭黑-氧化石墨烯复合微球(PDA/CG)。

2.如权利要求1所述的聚多巴胺修饰的炭黑-氧化石墨烯复合微球的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的炭黑粉末与氧化石墨烯分散液的质量体积比为(1～5):1，单位mg/mL；其中，氧化石墨烯分散液的浓度为1～5mg/mL。

3.如权利要求1所述的聚多巴胺修饰的炭黑-氧化石墨烯复合微球的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的炭黑-氧化石墨烯复合微球的产率为70～85％，氧化石墨烯的质量分数为15～85％。

4.如权利要求1所述的聚多巴胺修饰的炭黑-氧化石墨烯复合微球的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液的pH＝8.5，浓度为5～25mM；所述的炭黑-氧化石墨烯复合微球与三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液的质量体积比为1:(1～10)，单位mg/mL。

5.如权利要求1所述的聚多巴胺修饰的炭黑-氧化石墨烯复合微球的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的聚多巴胺粉末与炭黑-氧化石墨烯复合微球的质量比为(1～5):1。

6.权利要求1-5任一项制备方法制得的聚多巴胺修饰的炭黑-氧化石墨烯复合微球。

7.如权利要求6所述的聚多巴胺修饰的炭黑-氧化石墨烯复合微球在燃料电池中的应用，用于制备甲醇燃料电池催化剂。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述甲醇燃料电池催化剂的制备方法为：将聚多巴胺修饰的炭黑-氧化石墨烯复合微球(PDA/CG)超声分散于乙二醇中得到混合分散液，再向混合分散液中缓慢滴加H₂PtCl₆溶液，在90～110℃下反应2～4h，反应结束后经去离子水洗涤2～4遍，于50～70℃下烘干24～48h，即制得负载金属铂的聚多巴胺修饰的炭黑-氧化石墨烯复合微球催化剂(Pt/PDA/CG)。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的聚多巴胺修饰的炭黑-氧化石墨烯复合微球与乙二醇的质量体积比为1:(1～10)，单位mg/mL；所述的H₂PtCl₆溶液浓度为5～10mM，加入量为混合分散液体积的3％～20％。

10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的负载金属铂的聚多巴胺修饰的炭黑-氧化石墨烯复合微球催化剂中金属铂(Pt)的负载量为15～30wt％。