石墨烯金属纳米粒子复合体制造技术

本发明专利技术涉及一种石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法及利用所述制备方法制备的石墨烯金属纳米粒子复合体，所述制备方法包括以下步骤：通过对含有石墨系物质的第一溶液施加剪切力而剥离所述石墨系物质来制备石墨烯；通过对含有金属前驱体、封端剂和还原剂的第二溶液施加剪切力来制备金属纳米粒子；以及通过对含有所述石墨烯和所述金属纳米粒子的第三溶液施加剪切力，使所述金属纳米粒子物理结合到所述石墨烯上。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯金属纳米粒子复合体
本专利技术涉及一种石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法及利用所述制备方法制备的石墨烯金属纳米粒子复合体。
技术介绍
石墨烯为经共价键结合的碳原子的二维纳米结构体，呈现出优异的机械性能、电气性能及热性能。从石墨中剥离出的单层或多层石墨烯片(flake)具有高强度，并且由具有超过柔性(flexible)石墨的弹性系数的大面积结构体(bulkstructure)重新组成。所述石墨烯可以以多种形态应用，作为一例，可通过将金属等多种物质结合到所述石墨烯上以制备石墨烯复合物质，来用作传感器及电极的材料。在韩国公开专利第10-2010-0006880号中公开了一种高分子碳纳米复合体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：通过使碳纳米管(carbonnanotube，CNT)、石墨烯(graphene)或由碳纳米管与石墨烯的混合物构成的碳纳米体与液状介质混合，制备分散有碳纳米体的母料悬浮液；使高分子物质熔融；以及通过混合所述熔融后的高分子物质和所述母料悬浮液来制备高分子碳纳米复合体，所述液状介质为由选自增塑剂(plasticizer)、热稳定剂(heatstabilizer)、紫外线稳定剂(UVstabilizer)、阻燃剂(flameretardant)、发泡剂和抗冲击增强剂中的一种以上构成的高分子加工添加剂。近年来，正在企图能够在短时间内使金属等物质均匀地分布在所述石墨烯上的方法。
技术实现思路
技术问题因此，为了在短时间内使金属纳米粒子均匀地分布在石墨烯上，同时使所述金属纳米粒子和石墨烯物理结合，本专利技术提供一种石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法及利用所述制备方法制备的石墨烯金属纳米粒子复合体，其中，所述制备方法包括以下步骤：通过对含有石墨系物质的第一溶液施加剪切力，剥离所述石墨系物质来制备石墨烯；通过对含有金属前驱体、封端剂和还原剂的第二溶液施加剪切力，来制备金属纳米粒子；以及通过对含有所述石墨烯和所述金属纳米粒子的第三溶液施加剪切力，来使所述金属纳米粒子物理结合到所述石墨烯上。但是，本专利技术所要解决的技术问题并不限定于以上所提及的技术问题，本领域技术人员能够从下面的记载中明确理解没有提及的其它技术问题。技术手段本专利技术的第一方面提供一种石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：通过对含有石墨系物质的第一溶液施加剪切力，剥离所述石墨系物质来制备石墨烯；通过对含有金属前驱体、封端剂和还原剂的第二溶液施加剪切力，来制备金属纳米粒子；以及通过对含有所述石墨烯和所述金属纳米粒子的第三溶液施加剪切力，来使所述金属纳米粒子物理结合到所述石墨烯上。本专利技术的第二方面提供一种利用本专利技术的第一方面的方法制备的石墨烯金属纳米粒子复合体。有益效果本专利技术提供一种与现有技术相比能够在比较短的时间内使金属纳米粒子均匀地分布并结合到石墨烯上的石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法。此外，本专利技术通过在与现有技术相比比较温和的条件(常温)下执行反应，能够简化石墨烯金属纳米粒子复合体的制备工序。此外，本专利技术通过利用在制备所述石墨烯时未经其它氧化-还原反应的高品质的石墨烯来作为反应物，能够提供高品质的石墨烯金属纳米粒子复合体。附图说明图1是示意性地表示能够应用到本专利技术所涉及的石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法中的反应器的例的立体图。图2是示意性地表示能够应用到本专利技术所涉及的石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法中的反应器的例的剖视图。图3是示意性地表示能够应用到本专利技术所涉及的石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法中的制备装置。图4表示根据本专利技术的一实施例制备的石墨烯的TEM照片。图5表示根据本专利技术的一实施例制备的铜纳米粒子及该铜纳米粒子的TEM照片。图6表示根据本专利技术的一实施例制备的石墨烯铜纳米粒子复合体的TEM照片。图7表示根据比较例1制备的铜纳米粒子的TEM照片。具体实施方式下面参照附图详细说明本专利技术的实施例，以使本领域的普通技术人员能够容易地实施本专利技术。但是本专利技术可以以各种不同形式来实现，不限于在此说明的实施例。此外，为了明确说明本专利技术，在附图中省略了与说明无关的部分，在整个说明书中相似部分使用了相似的附图标记。在本专利技术的整个说明书中，当描述某一部分与另一部分“连接”时，不仅包括“直接连接”的情况，还包括中间隔着其他器件而“电连接”的情况。在本专利技术的整个说明书中，当描述某一部件位于另一部件“之上”时，不仅包括该某一部件与另一部件接触的情况，还包括这两个部件之间存在其他部件的情况。在本专利技术的整个说明书中，当描述某一部分“包含”某一构成要素时，在没有明确相反记载的情况下，不表示排除其他构成要素，而表示还可以包含其他构成要素。在本专利技术的整个说明书中使用的表示程度的术语“约”、“实质上”等，示出了对所提及的含义所固有的制造及物质允许误差时，以该数值或接近该数值的含义使用，且用于防止不道德的侵权人不当使用为了帮助理解本专利技术而提及准确或绝对的数值的公开内容。在本专利技术的整个说明书中使用的术语“…的步骤”不表示“用于…的步骤”。在本专利技术的整个说明书中，马库什形式的表达中包含的术语“它们的组合”表示选自由在马库什形式的表达中记载的构成要素组成的组中的一者以上的混合或组合，表示包含选自由上述构成要素组成的组中的一者以上。在本专利技术的整个说明书中，“A和/或B”的记载表示“A或B、或者A和B”。以下，参照附图对本专利技术的实现例及实施例进行详细说明。但是，本专利技术可并不限于这种实现例、实施例及附图。本专利技术涉及一种石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法及利用所述制备方法制备的石墨烯金属纳米粒子复合体。本专利技术的一实施方式涉及一种石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：通过对含有石墨系物质的第一溶液施加剪切力，剥离所述石墨系物质以制备石墨烯；通过对含有金属前驱体、封端剂和还原剂的第二溶液施加剪切力，来制备金属纳米粒子；以及通过对含有所述石墨烯和所述金属纳米粒子的第三溶液施加剪切力，从而使所述金属纳米粒子物理结合到所述石墨烯上。在本专利技术的一实施方式中，所述石墨系物质可以是非膨胀性石墨或经压缩状态的膨胀性石墨。在本专利技术的一实施方式中，所述金属前驱体可选自金属的氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、磷酸盐、硅酸盐、盐酸盐和它们的组合，其中，所述金属选自银、金、铜、镍、钴、钼、钯、铂、锡、锌、钛、铬、钽、钨、铁、铑、铱、钌、锇、铝、铅和它们的组合。在本专利技术的一实施方式中，所述金属前驱体可选自硝酸铜(Cu(NO3)2)、氯化铜(CuCl2)、硫酸铜(CuSO4)、氢氧化铜(Cu(OH)2)、醋酸铜(Cu(CH3COO)2)和它们的组合。在本专利技术的一实施方式中，所述封端剂可选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚苯胺、聚吡咯、十六烷基三甲基溴化铵(cetyltrimethylammoniumbromide，CTAB)和它们的组合，但并不限于此。在本专利技术的一实施方式中，所述还原剂可选自硼氢化钠(NaBH4)、硼氢化锂(LiBH4)、硼氢化钾(KBH4)、联氨、氢氧化钠(NaOH)和它们的组合，但不限于此。在本专利技术的一实施方式中，所述金属纳米粒子可包括元素或合金形式的一种以上的金属。优选地，所述金属可选自银、金、铜、镍、钴、钼、钯、铂、锡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法，包括以下步骤：通过对含有石墨系物质的第一溶液施加剪切力而剥离所述石墨系物质来制备石墨烯；通过对含有金属前驱体、封端剂和还原剂的第二溶液施加剪切力，制备金属纳米粒子；以及通过对含有所述石墨烯和所述金属纳米粒子的第三溶液施加剪切力，使所述金属纳米粒子物理结合到所述石墨烯上。

【技术特征摘要】
2016.05.31 KR 10-2016-00675551.一种石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法，包括以下步骤：通过对含有石墨系物质的第一溶液施加剪切力而剥离所述石墨系物质来制备石墨烯；通过对含有金属前驱体、封端剂和还原剂的第二溶液施加剪切力，制备金属纳米粒子；以及通过对含有所述石墨烯和所述金属纳米粒子的第三溶液施加剪切力，使所述金属纳米粒子物理结合到所述石墨烯上。2.根据权利要求1所述的石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法，其中，所述剪切力通过使包含所述第一溶液、所述第二溶液或所述第三溶液的流体旋转而由所述流体的旋转流动来产生。3.根据权利要求2所述的石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法，其中，在反应器的反应空间中储存有所述流体，所述反应器包括：内侧主体，所述内侧主体沿水平方向延伸；以及圆筒型外侧主体，所述圆筒型外侧主体通过以与所述内侧主体隔开的状态围绕所述内侧主体而在内部形成反应空间，所述流体的旋转流动通过所述内侧主体的旋转而产生。4.根据权利要求3所述的石墨烯金属纳米粒子复合体的制备方法，其中，所述内侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：金太永，洪钟八，
申请(专利权)人：嘉泉大学校产学协力团，LAMINAR有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR