表面包覆介孔二氧化硅的负载有贵金属纳米颗粒的石墨烯基复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种表面包覆介孔二氧化硅的负载有贵金属纳米颗粒的石墨烯基复合材料及其制备方法。通过在氧化石墨烯表面，用沉积沉淀法负载上贵金属前驱体，得到负载有贵金属前驱体的氧化石墨烯；在表面活性剂、硅源存在下，用溶胶-凝胶法在负载有贵金属前驱体的氧化石墨烯表面包覆具有介孔结构的二氧化硅材料，得到原始复合材料；将原始复合材料还原，得到复合材料。该制备方法条件温和、普遍适用，产品可宏量制备，有利地缩短了实验室研究和工业化应用的距离。该复合材料可用作催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米复合材料的制备领域，具体地涉及一种表面包覆介孔二氧化硅的负载有贵金属纳米颗粒的石墨烯基复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
石墨烯是一种由Sp2杂化的碳原子以六边形排列形成的二维单原子层材料，由于其具有优异的电子迁移率、热导性能和高比表面积而受到人们的广泛关注。石墨烯被广泛用作催化剂载体，在诸如电催化、光催化、热催化等领域显示出了优异的性能，这主要是由于其高电子迁移率以及高比表面积等效应引起的。特别是在热催化领域，理论和实验研究都证明石墨烯能够大大增强贵金属纳米粒子的催化性能，例如，在催化加氢反应中，石墨烯/Pt纳米复合催化剂具有比其它碳材料/Pt纳米复合催化剂更好的催化效果(参考文献 Z. Hou, Carbon2012, 50, 586)。但在实际的热催化反应体系中，目前报道的石墨烯/贵金属复合催化剂仍存在诸多局限，如(1)由于相互作用，石墨烯之间的范德华力使其容易团聚，使得目前合成的石墨烯/贵金属复合催化剂材料总是以团聚或沉淀的状态存在，从而掩盖了催化反应活性位点并阻碍底物和产物的传质过程，不利于催化反应的发生和进行(参见文献P.V. Kamat, Phy本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面包覆介孔二氧化硅的负载有贵金属纳米颗粒的石墨烯基复合材料，其特征在于，它的结构为G/M@mSiO2，包括：负载有贵金属纳米颗粒的石墨烯基层和包覆在其表面外的介孔二氧化硅层；贵金属纳米颗粒M的直径为1.4~2.0nm，贵金属M的含量为0.1~10wt%，mSiO2介孔的孔径为2.4~3.2nm。

【技术特征摘要】
1.一种表面包覆介孔二氧化硅的负载有贵金属纳米颗粒的石墨烯基复合材料，其特征在于，它的结构为G/M@mSi02,包括负载有贵金属纳米颗粒的石墨烯基层和包覆在其表面外的介孔二氧化硅层；贵金属纳米颗粒M的直径为I. Γ2. Onm,贵金属M的含量为O.riOwt%, HiSiO2 介孔的孔径为 2. 4 3. 2nm。2.如权利要求I所述的表面包覆介孔二氧化娃的负载有贵金属纳米颗粒的石墨烯基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 1)在氧化石墨烯表面，用沉积沉淀法负载上贵金属前驱体，得到负载有贵金属前驱体的氧化石墨烯； 2)在表面活性剂、硅源存在下，用溶胶-凝胶法在步骤I)得到的负载有贵金属前驱体的氧化石墨烯表面包覆具有介孔结构的二氧化硅材料，得到原始复合材料； 3)将步骤2)得到的原始复合材料还原，得到表面包覆介孔二氧化硅的负载有贵金属纳米颗粒的石墨稀基复合材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤I)是将氧化石墨烯、贵金属前驱体在pH为碱性的溶剂中反应，得到负载有贵金属前驱体的氧化石墨烯。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述贵金属前驱体为Pt、Pd、Ru、Ir、Rh的水溶性盐中的一种或两种以上混合物。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为水或者水和烷基醇的混合溶液，烷基醇是甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或两种以上混合物。6.根据权利要求3所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张铁锐，尚露，张百慧，张东慧，吴骊珠，佟振合，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：