[发明专利]一种核壳式氧化石墨烯/银复合材料的制备方法

摘要

本发明提供的是一种核壳式氧化石墨烯/银复合材料的制备方法，属于氧化石墨烯/银复合材料制备领域，具体涉及一种是可控尺寸的氧化石墨烯包覆相应大小的银粒子的制备方法，主要采用化学氧化法，通过延长高温氧化时间来减小氧化石墨烯尺寸，从而制备出小尺寸的氧化石墨烯片层结构。并选择小尺寸的氧化石墨烯包覆大粒径的银球，使银球表面均匀包覆氧化石墨烯，本发明在小尺寸的氧化石墨烯片层结构表面修饰了丰富的羧基基团，银球子表面修饰了氨基基团，通过羧基与氨基的结合使氧化石墨烯包覆在银球表面，此方法制备工艺简单、高效、绿色无污染，且核-壳式氧化石墨烯/银复合材料在激发波长为532纳米下与银相较具有更有优良的SERS性能，该核-壳式氧化石墨烯/银复合材料具有抗氧化性及重复利用性能，在水环境处理领域和生物检测等领域具有广泛的应用前景。

主权项

一种核壳式氧化石墨烯/银复合材料的制备方法，其特征在于，制备方法步骤如下：1）、预氧化石墨粉的制备：将总质量为10克的过硫酸钾和五氧化二磷按1:1~1:10的比例加入到5~50毫升的浓硫酸中，接着再向其中加入2~30克的石墨粉，然后搅拌，将溶液搅拌均匀后，置于50~90℃的油浴中反应1~48小时，然后取出并用超纯水洗至中性后抽滤得到预氧化石墨粉，室温干燥24小时，备用；    2）、尺寸可控氧化石墨烯的制备：     取步骤1）中得到的预氧化石墨粉1~10克，将其加入到20~200毫升的浓硫酸中冰浴20分钟，然后在搅拌下缓慢加入6~60克的高锰酸钾，继续反应2~20小时；待反应完毕后，将其移入已经控温为35℃的油浴中，在磁力搅拌器下剧烈搅拌2~48小时后，接着加入100~1000毫升的超纯水，并保持高温98℃下反应15~240分钟；然后搅拌冷却到室温，再缓慢向溶液中加入1~20毫升的双氧水，然后抽滤，将抽滤后得到的尺寸可控氧化石墨烯用稀盐酸进行洗涤去除杂质，最后用超纯水洗涤产物并反复抽滤至中性，干燥后备用；3）、表面修饰羧基的氧化石墨烯片层结构的制备：     首先取步骤2）得到的尺寸可控氧化石墨烯50~500毫克置于50~500毫升的超纯水，中并放入超声机中超声分散1~4小时，待超声分散均匀后，再向其溶液中加入5~10克的固态氢氧化钠，完全溶解后再向溶液中加入5~10克的次氯酸钾，待次氯酸钾溶解后再将溶液置于超声机中超声4~24小时，得到的表面修饰羧基的氧化石墨烯最后用乙醇洗至中性后真空干燥备用；4）、银粒子的制备方法：     首先，分别配置1~10M的硝酸银及聚乙烯吡咯烷酮溶液，然后向溶液中加入10~100毫升的超纯水，室温下进行磁力搅拌10分钟，然后将10ml浓度为1~10M的抗坏血酸溶液快速加入搅拌的混合溶液中，溶液很快变成银灰色，待15分钟后，停止反应，离心分离得到产物银粒子真空干燥备用；5）、表面修饰氨基化的银粒子的制备：     取步骤4）制备的银粒子0.5~3克，将其置于10~200毫升的乙醇和超纯水比例为1:1~10:1的混合溶液中，超声分散使其溶解于混合溶液中，然后将其得到的混合溶液在氮气保护下加入0.5~10毫升的氨基硅烷试剂，室温下反应24小时，即得到表面修饰氨基化的银粒子，备用；6）、核壳式氧化石墨烯/银复合材料的制备：取步骤5）制备的表面修饰氨基的银粒子30~100毫克，置于40~100毫升的超纯水中，然后将溶液超声分散30分钟，待用；再取5~50毫克步骤3）制得的表面修饰羧基的氧化石墨烯分散在60~200毫升的超纯水中，并将溶液超声分散2小时后加入到上述待用溶液中，并搅拌下加入总质量为200~500毫克的混合比例为1:1的1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基丁二酰亚胺，反应10~48小时，得到产物再用超纯水洗5次后真空干燥即得。