[发明专利]一种石墨烯纳米材料的制备方法

摘要

本发明提供一种石墨烯纳米材料的制备方法，首先分别制备ZnO量子点和具有介孔结构的Fe3O4纳米颗粒，然后在这两种纳米粒子表面包裹一层SiO2壳层并对其氨基化。将氨基化的复合纳米颗粒通过共价交联的方式嫁接到表面预羧基化的氧化石墨烯表面，最终得到一种具有磁性荧光双功能的氧化石墨烯复合材料。利用本发明制备的氧化石墨烯复合材料具有明显的磁性性能，其优良的荧光性能有望实现在作为药物载体时对其传输路径进行示踪。

主权项

一种石墨烯纳米材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤制备：（1）氧化石墨烯的制备将2g石墨粉加入25g浓H2SO4、2.5g K2S2O8和2.5g P2O5的混合液中，80℃反应3h，然后加500mL水稀释，并过滤洗涤以除去多余的酸，所得预产物在室温下干燥过夜，然后加入100mL浓H2SO4中，在冰水浴保护下逐步加入13g KMnO4，此混合物在 35℃下搅拌反应 30 min后于85℃进行反应2h，后加水稀释，使其沸腾反应30min，再搅拌 1 小时后，加500mL水和20mL和30%的H2O2溶液静置沉淀，混合物过滤后用1：10的稀盐酸冲洗5次，再用水冲洗至中性，最后将所得产物透析一周纯化除去剩余的金属离子，得到的氧化石墨在室温条件下超声剥离30min，配置成浓度为0.1mg/mL的氧化石墨烯储备液；向50mL氧化石墨烯的分散液中加入2mg 1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺（EDC）和0.1mg N‑羟基琥珀酰亚胺（NHS），搅拌30min，使GO平面及边缘的羧基活化；（2）介孔Fe3O4磁性纳米颗粒的制备室温下将0.02mol Fe(NO3) 3·9H2O溶于25mL乙二醇中，搅拌3小时后于80℃加热至形成干的Fe(NO3)3—乙二醇凝胶，将1g形成的Fe(NO3)3—乙二醇凝胶放在水平管式炉中，以10℃/min 的升温速率到400℃保持12h后自然冷却至室温，将产物分别用纯水和酒精洗涤后于70℃干燥箱中干燥12h，将干燥后的产物中加入TMA，超声1min后分散在10mL去离子水中，得到浓度为10 mmol /L的介孔Fe3O4纳米粒子储备液；（3）具有荧光颜色可调ZnO量子点的制备室温下，将0.002molZn(OAc)2·2H2O和0.003mol的LiOH·H2O溶于40mL TEG中，持续搅拌直至溶液发冷光，将0.0001mol 的Mg(OAc)2·4H2O加入到上述溶液中，冰水浴条件下超声处理5min，纯化，配置成10mmol/L的ZnO量子点；（4）(介孔Fe3O4 ‑ZnO量子点)@SiO2的制备将15mL环己烷、3.6mL曲拉通X‑100和3.6mL正己醇加入烧杯，搅拌15min后加入200µL的浓度10mmol/L 的Fe3O4纳米粒子溶液和800µL浓度10mmol/L的ZnO量子点溶液，搅拌10min后，再加入120µLNH4OH和浓度为0.075%V/V 的120µL PDDA溶液，继续搅拌20min后向系统中加入80µLTEOS，避光条件下继续剧烈搅拌24h，最后再向该体系中加入20mL的丙酮，得到(介孔Fe3O4‑ZnO量子点)@SiO2复合纳米粒子，将30µLAPS和80µL THPMP加入到制备的(介孔Fe3O4 ‑ZnO量子点)@SiO2复合纳米粒子中，搅拌24h，最后得到表面氨基化的(介孔Fe3O4 ‑ZnO量子点)@SiO2复合纳米粒子；（5）磁性荧光双功能的氧化石墨烯复合材料的制备将20mL（4）中得到的氨基功能化(介孔Fe3O4‑ZnO量子点)@SiO2复合纳米粒子加入到50mL浓度0.1mg/mL羧基活化的GO分散液中反应 2 h，使(介孔Fe3O4‑ZnO量子点)@SiO2复合纳米粒子表面的氨基与GO的羧基共价交联形成酰胺键；然后通过清洗和磁分离的步骤，得到目标产物磁性荧光多功能性的GO复合纳米颗粒。