一种石墨烯复合金属材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种石墨烯复合金属材料及其制备方法与应用，其中，所述制备方法包括步骤：将金属盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合，使金属盐分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合物前驱体；对所述复合物前驱体进行加热处理，使金属盐与氨基化氧化石墨烯反应，生成铵盐以及分布在石墨烯层与层之间的金属原子，制得所述石墨烯复合金属材料。本发明专利技术制得的石墨烯复合材料中，所述金属以原子的形式嵌入在石墨烯片层的晶格中，使得所述金属能够充分与化学反应物质接触，从而最大限度的发挥其催化效果。

A Graphene Composite Metal Material and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a graphene composite metal material and its preparation method and application, in which the preparation method comprises steps: mixing metal salts with aminated graphene oxide solution to distribute metal salts between the aminated graphene oxide layers and layers to prepare composite precursors; heating the composite precursors to make the metal salts and aminated graphite oxide solutions. The graphene composite metal material is prepared by alkene reaction, ammonium salt formation and metal atoms distributed between the graphene layer and the layer. In the graphene composite material prepared by the invention, the metal is embedded in the lattice of the graphene lamella in the form of atoms, so that the metal can fully contact with the chemical reaction substance, thereby maximizing its catalytic effect.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯复合金属材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及石墨烯领域，尤其涉及一种石墨烯复合催化剂及其制备方法。
技术介绍
在化工领域，催化剂是一个非常重要的物质。它在化学反应过程中起到巨大的作用，但是在反应前后，其本身不会有其他变化。而它和反应物质的充分接触，是催化剂发挥作用的重要因素。比如金属铂或钌，它是氢燃料电池的必备催化剂，因为其昂贵的价格，而造成整个行业停滞不前。其中最主要的原因就是没有办法能够让所有的催化剂在化学反应的时候同时发挥作用，而真正起作用的只有表面的一层正在和化学反应物质充分接触的催化剂，在里面的催化剂则没有起到正在的催化作用。即使是把它们粉粹，它们也是以颗粒状态存在，与化学反应物质接触的面积仍然受限。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种石墨烯复合催化剂及其制备方法，旨在解决现有催化剂与反应物质的接触面积受限，导致催化剂的催化效率较低的问题。本专利技术的技术方案如下：一种石墨烯复合金属材料的制备方法，其中，包括步骤：将金属盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合，使金属盐分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合物前驱体；对所述复合物前驱体进行加热处理，使金属盐与氨基化氧化石墨烯反应，生成铵盐以及分布在石墨烯层与层之间的金属原子，制得所述石墨烯复合金属材料。所述石墨烯复合金属材料的制备方法，其中，所述将金属盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合，使金属盐分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合前驱体溶液的步骤包括：将金属盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合，经过超声处理使金属盐均匀分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合前驱体溶液。所述石墨烯复合金属材料的制备方法，其中，将所述复合物前驱体放置在微波炉中，在1000W下加热2-30s使金属盐与氨基化氧化石墨烯反应，生成铵盐以及分布在石墨烯层与层之间的金属原子，制得所述石墨烯复合金属材料。所述石墨烯复合金属材料的制备方法，其中，对所述复合物前驱体同时进行加热和超声波处理，使金属盐与氨基化氧化石墨烯反应，生成铵盐以及分布在石墨烯层与层之间的金属原子，制得所述石墨烯复合金属材料。所述石墨烯复合金属材料的制备方法，其中，所述金属盐选自铂盐、钌盐、钴盐、镍盐、钯盐、金盐和铜盐中的一种或多种。一种石墨烯复合金属材料，其中，包括石墨烯以及分布在石墨烯层与层之间的金属原子。一种石墨烯复合金属材料的应用，其中，将本专利技术所述石墨烯复合金属材料用作催化剂。有益效果：本专利技术提供一种石墨烯复合金属材料的制备方法，通过将金属盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合，使金属盐分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合物前驱体；对所述复合物前驱体进行加热处理，使金属盐与氨基化氧化石墨烯反应，生成铵盐以及分布在石墨烯层与层之间的金属原子，制得石墨烯复合金属材料。本专利技术制得的石墨烯复合材料中，所述金属以原子的形式嵌入在石墨烯片层的晶格中，使得所述金属能够充分与化学反应物质接触，从而最大限度的发挥其催化效果。附图说明图1为本专利技术一种石墨烯复合金属材料的制备方法较佳实施例的流程图。图2为本专利技术一种石墨烯复合金属材料较佳实施例的结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种石墨烯复合金属材料及其制备方法与应用，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，图1为本专利技术提供的一种石墨烯复合金属材料的制备方法较佳实施例的流程图，其中，如图所示，包括步骤：S10、将金属盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合，使金属盐分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合物前驱体；S20、对所述复合物前驱体进行加热处理，使金属盐与氨基化氧化石墨烯反应，生成铵盐以及分布在石墨烯层与层之间的金属原子，制得所述石墨烯复合金属材料。催化剂只有表面一层正在和化学反应物质充分接触才能发挥其催化效果，而在里面的催化剂则没有起到正在的催化作用；而本专利技术制得的石墨烯复合材料中，所述金属以原子的形式嵌入在石墨烯片层的晶格中，使得所述金属能够充分与化学反应物质接触，从而可最大限度的发挥其催化效果。在一些实施方式中，所述将金属盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合，使金属盐分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合前驱体溶液的步骤包括：将金属盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合，经过超声处理使金属盐均匀分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合前驱体溶液。具体来将，金属盐中的金属离子与氨基化氧化石墨烯中的氨基之间具有较强的相互作用力，通过对金属盐与氨基化氧化石墨烯进行超声处理可使得金属盐中的金属离子均匀分布在氨基化氧化石墨烯的层与层之间。在一些实施方式中，将所述复合物前驱体放置在微波炉中，在1000W下加热2-30s使金属盐与氨基化氧化石墨烯反应，生成铵盐以及分布在石墨烯层与层之间的金属原子，制得所述石墨烯复合金属材料。具体来讲，在微波加热的过程中，所述金属盐可与氨基化氧化石墨烯中的氨基发生置换反应生成铵盐，而剩下的金属离子则被还原成金属原子滞留在石墨烯层与层之间。优选的，在对复合物前驱体进行1000W下加热2-30s的过程中，所述氧化石墨烯吸收微波而被激发瞬间产生高温，并以一步法同时实现氧化石墨烯的还原、金属离子的还原。在一种具体的实施方式中，对所述复合物前驱体同时进行加热和超声波处理，使金属盐与氨基化氧化石墨烯反应，生成铵盐以及分布在石墨烯层与层之间的金属原子，制得所述石墨烯复合金属材料。通过对复合物前驱体同时进行加热和超声波处理，更有利于金属离子则被还原成金属原子，并滞留在石墨烯夹层中。在一些实施方式中，所述金属盐选自铂盐、钌盐、钴盐、镍盐、钯盐、金盐和铜盐中的一种或多种，但不限于此。进一步的，本专利技术还提供一种石墨烯复合金属材料，其中，采用本专利技术制备方法制备得到，如图2所示，所述石墨烯复合金属材料包括石墨烯以及均匀分布在所述石墨烯层与层之间的金属原子。更进一步的，本专利技术还提供一种石墨烯复合金属材料的应用，其中，将本专利技术所述石墨烯复合金属材料用作催化剂。下面通过具体实施例对本专利技术一种石墨烯复合金属材料及其制备方法做进一步的解释说明：实施例1一种石墨烯复合金属材料，包括石墨烯以及分布在石墨烯层与层之间的铂原子。所述石墨烯复合金属材料的制备方法包括步骤：将铂盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合并进行超声处理，使铂盐分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合物前驱体；对所述复合物前驱体放置在微波炉中，在1000W下加热15s使铂盐与氨基化氧化石墨烯反应，生成铵盐以及分布在石墨烯层与层之间的铂原子，制得所述石墨烯复合金属材料。实施例2一种石墨烯复合金属材料，包括石墨烯以及分布在石墨烯层与层之间的钌原子。所述石墨烯复合金属材料的制备方法包括步骤：将钌盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合并进行超声处理，使钌盐分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合物前驱体；对所述复合物前驱体放置在微波炉中，在1000W下加热30s使钌盐与氨基化氧化石墨烯反应，生成铵盐以及分布在石墨烯层与层之间的钌原子，制得所述石墨烯复合金属材料。实施例3一种石墨烯复合金属材料，包括石墨烯以及分布在石墨烯层与层之间的镍原子。所述石墨烯复合金属材料的制备方法包括步骤：将镍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯复合金属材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：将金属盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合，使金属盐分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合物前驱体；对所述复合物前驱体进行加热处理，使金属盐与氨基化氧化石墨烯反应，生成铵盐以及分布在石墨烯层与层之间的金属原子，制得所述石墨烯复合金属材料。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯复合金属材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：将金属盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合，使金属盐分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合物前驱体；对所述复合物前驱体进行加热处理，使金属盐与氨基化氧化石墨烯反应，生成铵盐以及分布在石墨烯层与层之间的金属原子，制得所述石墨烯复合金属材料。2.根据权利要求1所述石墨烯复合金属材料的制备方法，其特征在于，所述将金属盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合，使金属盐分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合前驱体溶液的步骤包括：将金属盐与氨基化氧化石墨烯溶液混合，经过超声处理使金属盐均匀分布在氨基化氧化石墨烯层与层之间，制得复合前驱体溶液。3.根据权利要求1所述石墨烯复合金属材料的制备方法，其特征在于，将所述复合物前驱体放置在微...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯良节，
申请(专利权)人：柯良节，
类型：发明
国别省市：中国香港,81