一种石墨烯@硅酸铜分级异质纳米复合材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯@硅酸铜分级异质纳米复合材料及其制备和应用。该材料包括由片状石墨烯构成的内核、及针状的纳米硅酸铜构成的壳层；所述的针状的纳米硅酸铜以阵列的形式排布在内核表面上。其制备方法包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯超声分散于由表面活性剂、溶剂、去离子水形成的混合溶剂中。(2)在上述溶剂中加入硅酸酯，在室温下连续搅拌一段时间。经离心、洗涤、干燥后，得到二氧化硅包覆的氧化石墨烯。(3)将二氧化硅包覆的氧化石墨烯超声分散于去离子水中，加入少量氨水和含铜化合物后，转移至高压釜中在120℃～160℃下保温8～24h后在空气中冷却至室温，经离心、洗涤、干燥后，得到所述材料。本发明专利技术制备的材料可作为电极材料。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯@硅酸铜分级异质纳米复合材料及其制备方法和用途
本专利技术属于纳米材料
，尤其涉及一种石墨烯@硅酸铜分级异质纳米复合材料的制备。
技术介绍
分级纳米结构，是一种由简单的纳米结构为主要的构建单元，比如纳米针、纳米线、纳米棒等，然后按照一定的排列方式组装成规则的有序结构。分级结构具有比表面积大、光吸收效率高、抗团聚能力强等一系列优异的结构特征。因此三维分级纳米结构不仅具有单一的组装单元产生的优越性能，而且可以因为构建单元的排列组装产生协同效应和耦合效应，得到新的物理化学性质。由此提髙材料性能，拓展应用前景。当其组装单元的化学组成不同时，将形成异质分级纳米结构，可形成异质界面。因此分级异质材料除了具有比表面积大、光吸收效率高、抗团聚能力强等优点外，还在电荷传输方面取得独特的优势。在超级电容器、光催化、太阳能电池和污水处理等领域具有巨大的应用前景。石墨烯是一种由碳原子以Sp2杂化方式紧密排列成蜂窝状结构的平面膜。是只有单原子层厚度的二维片状材料。独特的结构赋予了石墨烯一系列优异的电学、热学、力学性能以及很高的化学稳定性，使其在纳米器件、电池/超级电容器、复合材料等领域表现出诱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯@硅酸铜分级异质纳米复合材料，其特征在于：所述石墨烯@硅酸铜分级异质纳米复合材料包括由片状石墨烯构成的内核、及针状的纳米硅酸铜构成的壳层；所述的针状的纳米硅酸铜以阵列的形式排布在内核表面上。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯@硅酸铜分级异质纳米复合材料，其特征在于：所述石墨烯@硅酸铜分级异质纳米复合材料包括由片状石墨烯构成的内核、及针状的纳米硅酸铜构成的壳层；所述的针状的纳米硅酸铜以阵列的形式排布在内核表面上。2.如权利要求1所述的石墨烯@硅酸铜分级异质纳米复合材料，其特征在于：所述的内核长、宽各自独立为2-6μm，厚度为20-60nm；所述的针状纳米硅酸铜的直径为10-15nm，长度为50-150nm。3.如权利要求1所述的石墨烯@硅酸铜分级异质纳米复合材料，其特征在于所述石墨烯@硅酸铜分级异质纳米复合材料按如下方法制备：1)将表面活性剂、醇类溶剂加入去离子水中形成混合溶液，然后将氧化石墨烯分散在上述混合溶液中，超声分散以获得均匀的悬浮液；2)将硅酸酯类化合物加入上述溶液中，在室温下搅拌；经离心、洗涤、干燥后，得到二氧化硅包覆的氧化石墨烯；3)取步骤(2)获得的二氧化硅包覆的氧化石墨烯分散在去离子水中，超声分散；在搅拌下加入氨水调节pH值至10-11.5，并将含铜化合物逐滴加入，继续搅拌后将混合悬浮液转移至内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，于120℃～160℃下保温后在空气中冷却至室温，经离心、洗涤、干燥后，得到所述的石墨烯@硅酸铜分级异质纳米复合材料。4.一种如权利要求1所述的石墨烯@硅酸铜分级异质纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述方法为：1)将表面活性剂、醇类溶剂加入去离子水中形成混合溶液，然后将氧化石墨烯分散在上述混合溶液中，超声分散20-60min以获得均匀的悬浮液；2)将硅酸酯类化合物加入上述溶液中，在室温下连续搅拌5-8h；经离心、洗涤、干燥后，得到二氧化硅包覆的氧化石墨烯；所述的硅酸酯类化合物的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：范萍，陈静怡，钟明强，杨晋涛，陈枫，费正东，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33