一种生物氧化制备石墨烯铁氧化物复合材料的方法技术

本发明专利技术属于生物合成纳米材料技术领域，涉及一种生物氧化制备石墨烯铁氧化物复合材料的方法。该生物合成方法为亚铁氧化菌的培养；FeCl2母液的配制；石墨烯母液的配制；利用生物氧化性合成石墨烯铁氧化物复合材料的方法。该方法的反应条件温和、成本低廉、操作简便且对环境友好，是一种绿色制备石墨烯铁氧化物复合材料的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种生物氧化制备石墨烯铁氧化物复合材料的方法
本专利技术属于生物合成纳米材料
，具体是一种生物氧化制备石墨烯铁氧化物复合材料的方法。
技术介绍
石墨烯是一种由碳六元环结构组成的具有高导电性、大比表面积、高机械强度及良好的化学和热力学稳定性等特性的纳米材料，被广泛应用于电子、催化以及电化学储能和能量转化等领域。但是，在应用过程中，石墨烯薄片可能会发生严重的团聚和再堆积，这通常会导致有效表面积的大量损失，从而降低石墨烯的性能。另一方面，Fe2O3、Fe3O4和FeOOH等铁氧化物由于具有良好的生物相容性和化学稳定性，且价格低廉、毒性低，可作为传感器、吸附剂和催化剂等被广泛应用于电化学、污染物处理及材料合成等许多领域。将铁矿物负载在石墨烯上可以有效地缓解或避免石墨烯的团聚和再堆积，从而为石墨烯提供更大的表面积及更高的吸附能力。因此，这类石墨烯铁氧化物复合材料具有广泛的应用前景。目前，石墨烯铁氧化物复合材料的制备已经引起了人们的广泛关注。利用水热分解、热分解、化学沉淀和共沉淀等化学方法可以制备石墨烯铁氧化物复合物。但这些合成方法在制备过程中大多需要使用有毒或昂贵的化学试剂，有的还需在高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物氧化制备石墨烯铁氧化物复合材料的方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：亚铁氧化菌的培养：采用硝酸盐依赖型亚铁氧化菌作为制备石墨烯铁氧化物复合材料的微生物菌种，将细胞接种于含有碳酸盐缓冲溶液的矿物培养基中，接种比为5％‑10％，在30℃的厌氧条件下培养3‑5d；步骤2：FeCl2母液的配制：将FeCl2·4H2O溶于无氧的超纯水中，得到浓度为1‑2M的FeCl2母液，将母液灭菌后置于厌氧手套箱中在黑暗条件下密封保存；步骤3：石墨烯母液的配制：将石墨烯粉末添加至无菌的超纯水中，得到悬液；将悬液置于超声波清洗仪中振荡；分散后的悬液通过曝N2除去体系中的溶解氧，获得浓度为1‑2g/L的石墨烯...

【技术特征摘要】
1.一种生物氧化制备石墨烯铁氧化物复合材料的方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：亚铁氧化菌的培养：采用硝酸盐依赖型亚铁氧化菌作为制备石墨烯铁氧化物复合材料的微生物菌种，将细胞接种于含有碳酸盐缓冲溶液的矿物培养基中，接种比为5％-10％，在30℃的厌氧条件下培养3-5d；步骤2：FeCl2母液的配制：将FeCl2·4H2O溶于无氧的超纯水中，得到浓度为1-2M的FeCl2母液，将母液灭菌后置于厌氧手套箱中在黑暗条件下密封保存；步骤3：石墨烯母液的配制：将石墨烯粉末添加至无菌的超纯水中，得到悬液；将悬液置于超声波清洗仪中振荡；分散后的悬液通过曝N2除去体系中的溶解氧，获得浓度为1-2g/L的石墨烯悬液；步骤4：利用生物氧化能力合成石墨烯铁氧化物复合材料的方法：(1)培养步骤1中处于对数生长期的硝酸盐依赖型亚铁氧化菌；(2)通过向培养基中加入步骤2配制的FeCl2母液，使培养基中初始Fe(II)浓度为10mM；待体系中固相完全沉淀后，将培养基在厌氧条件下过0.22μm滤膜，获得澄清的含有Fe(II)的培养基，过膜后培养基中剩余Fe(II)的浓度约为初始的一半；(3)向步骤4(2)的过膜后的培养基中加入不同体积石墨烯母液，控制石墨烯与培养基的体积比介于1/400-1/10，获得含有不同浓度石墨烯的矿物培养基；将培养基在厌氧条件下静置培养3-5h，使Fe(II)被石墨烯充分吸附；以吸附在石墨烯表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳广飞，于华莉，周集体，金若菲，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21