[发明专利]石墨烯与石墨烯量子点和金属氧化物或磷酸盐纳米复合材料及制备方法

摘要

本发明提供的是一种石墨烯与石墨烯量子点和金属氧化物或磷酸盐纳米复合材料及制备方法。以石墨烯为基底，金属氧化物颗粒或者金属磷酸盐纳米颗粒生长在石墨烯基底表面，石墨烯量子点作为导电隔板组装在金属氧化物颗粒或者磷酸盐纳米颗粒之间。由于金属氧化物或者磷酸盐纳米颗粒之间由石墨烯量子点导电隔板紧密连接，使得复合材料具有三维整体的、贯通的电子和光子传导通道，电子或光子传导速率更快，同时这种分级结构赋予材料内部贯通的传质通道，因此无论作为电极材料、光电材料还是光催化材料都具有更优异的性能。制备工艺简单、成本低、可大规模生产，在光催化、电极材料、制氢以及太阳能电池等领域将具有广泛的应用前景。

主权项

一种石墨烯与石墨烯量子点和金属氧化物纳米复合材料的制备方法，其特征是：(1)将Li、Fe、Mn、Zn、Cu、Ni、Co、Mg、Ca、Ce、La中的任意一种或者两种以上的可溶性的硝酸盐、硫酸盐或者氯化物溶解在乙醇中，使可溶性金属盐的浓度为0.05～1mol/L；(2)配制氧化石墨烯量子点、氧化石墨烯的碱性分散液，其中氧化石墨烯量子点的浓度为0.01～10mg/mL，氧化石墨烯的浓度为0.01～10mg/mL，碱的浓度为0.1～2mol/L；(3)将步骤(1)和步骤(2)所配制的溶液按照金属盐离子与碱的摩尔比1：1～4的比例混合均匀；(4)将步骤(3)的混合溶液在600W功率下微波处理3～20min，所得到的沉淀物过滤、洗涤、干燥得到固体粉末；(5)将步骤(4)得到的固体粉末在氮气氛中300～700℃煅烧1～5小时，获得石墨烯/石墨烯量子点/纳米金属氧化物复合材料。