專利名稱：負(fù)載Cu₂O微粒子的氧化石墨及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于在氧化石墨的表面沉積氧化亞銅(Cu20)微粒子的復(fù)合物制備技術(shù)，特別是一種負(fù)載Cu20微粒子的氧化石墨及其制備方法。
技術(shù)背景1859年，Brodie制備得到氧化石墨后，氧化石墨就得到了較為廣泛地研究。 目前關(guān)于氧化石墨的負(fù)載顆粒的文章，還鮮有報(bào)道。而與氧化石墨相近的材料 經(jīng)過酸處理后的碳納米管(表面含有活性氧基基團(tuán))在與納米粒子復(fù)合的研究上已經(jīng) 有了比較多的研究，分別與許多金屬、金屬氧化物和半導(dǎo)體顆粒進(jìn)行了復(fù)合，這些復(fù) 合物具有較高的催化性能，充分發(fā)揮了碳納米管和負(fù)載顆粒的性能，如YuY, MaLL, Huang WY et al制備氧化亞銅碳納米管復(fù)合物(Sonication assisted deposition of Cu20 nanoparticles on multiwall carbon nanotubes with polyol process. Carbon, 2005; 43: 670-673)。而氧化石墨的表面富含大量的氧基功能團(tuán)，剝層后的氧化石墨具有更高的 比表面積，因此利用氧化石墨片負(fù)載納米顆粒的具有很高的利用前景，然而目前對這 方面的研究幾乎沒有。目前已經(jīng)研究報(bào)道制備氧化石墨片與顆粒的復(fù)合物，比如CassagneauTandFednler JH.利用氧化石墨的片對單質(zhì)銀進(jìn)行包覆，這種包覆后的復(fù)合材料具有較好的一些導(dǎo)電 性質(zhì)(Preparation and layer-by-layer self-assembly of silver nanoparticles capped by graphite oxide nanosheets. J Phys Chem B. 1999,103: 1789-1793 );還有Wang ZM, Hoshinoo K, Shishibori K, Kanoh H and Ooi K.利用氧化石墨與光催化氧化物二氧化鈦進(jìn) 行復(fù)合，利用氧化石墨片在煅燒時(shí)對二氧化鈦進(jìn)行包裹形成的孔狀結(jié)構(gòu)來提高一定的 性能(Surfactant-mediated synthesis of a novel nanoporous carbon-silica composite. Chem,Mater, 2003;15 2926-2935)。但是這些包覆、包裹也使得被包的顆粒不能有效的 發(fā)揮其獨(dú)自的性能，如催化性能，也沒有充分利用剝層氧化石墨片的表面積，從而限 制了氧化石墨復(fù)合物的進(jìn)一步工業(yè)應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高催化性能和粒子的表面積的負(fù)載Cu20銜粒子的 氧化石墨及其制備方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為 一種負(fù)載CU20微粒子的氧化石墨，由以下步 驟制備而得第一步，將氧化石墨在含有銅鹽的乙醇中進(jìn)行分散，形成混合液后，離心干燥； 第二步，將第一步所得的產(chǎn)物分散到還原溶劑中； 第三步，加熱第二步的混合液，加入去離子水?dāng)嚢瑁?第四步，將第三步得到的混合液加熱攪拌；第五步，將第四步的混合液離心，洗漆干燥，得到負(fù)載CU20微粒子的氧化石墨。 一種負(fù)載Cu20微粒子氧化石墨的制備方法，包括以下步驟第一步，將氧化石墨在含有銅鹽的乙醇中進(jìn)行分散，形成混合液后，離心干燥； 第二步，將第一步所得的產(chǎn)物分散到還原溶劑中； 第三步，加熱第二步的混合液后，加入去離子水?dāng)嚢瑁?第四步，將第三步得到的混合液加熱攪拌；第五步，將第四步的混合液離心，洗滌干燥，得到負(fù)載CU20微粒子的氧化石墨。本發(fā)明負(fù)載Cu20微粒子氧化石墨的制備方法，銅鹽與氧化石墨的用量之比為 1:1 10:1，其中銅鹽和氧化石墨的用量以克計(jì)。本發(fā)明負(fù)載Cu20微粒子氧化石墨的制備方法，在第三步中加入水前的加熱溫度為 135 145。C，加水后攪拌時(shí)間為10 30分鐘，加水量與還原溶劑的用量之比為0.01:1 0.1:1，其中水和還原溶劑的用量以升計(jì)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)(1)利用氧化石墨表面的氧基基團(tuán)形成成 核中心，以及氧化石墨片高的比表面積，通過原位還原作用使得粒子沉降在氧化石墨 的片上，形成的復(fù)合物降低了 Cu20微粒子的團(tuán)聚性，從而可以提高粒子的表面積；(2) 應(yīng)用本發(fā)明制備的復(fù)合物可以利用在催化反應(yīng)、太陽能電池、污水處理等方面，具有 較好應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


附圖是本發(fā)明負(fù)載Cu20微粒子的氧化石墨制備方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖，本發(fā)明負(fù)載CU20微粒子的氧化石墨，由以下步驟制備而得第一步，將氧化石墨在含有銅鹽的分散劑中進(jìn)行分散，形成混合液后，離心干燥;第二步，將第一步所得的產(chǎn)物分散到還原溶劑中；第三步，加熱攪拌第二步的混合液，加入去離子水?dāng)嚢?；第四步，將第三步得到的混合液升溫加熱攪拌；第五步，將第四步的混合液離心，洗滌干燥，得到負(fù)載CU20微粒子的氧化石墨。 實(shí)施例l:本發(fā)明負(fù)載CU20微粒子氧化石墨的制備方法，包括以下步驟第一步，氧化石墨的制備。將含有10g硝酸鈉的460mL濃硫酸冷卻到0 5°C， 然后將20g的石墨加入到其中，然后慢慢加入高猛酸鉀，使得體系溫度不超過2(TC， 攪拌均勻后放入30 35'C的水浴中，攪拌一定的時(shí)間后慢慢加入4.6L的去離子水，使 得體系溫度不超過98°C，再攪拌10min。加入2.8L的去離子水，再加入50mL的雙氧 水。所得到的黃色懸浮液離心過濾， 一直到濾液中沒有硫酸根離子。將產(chǎn)物在6(TC真 空中烘干。第二步，將50mg的氧化石墨分散到50mL含有0.05g乙酸銅的乙醇溶液中超聲l 2小時(shí)，離心烘干。第三步，將50mg第二步得到的產(chǎn)物超聲分散到50mL的一縮二乙二醇中，超聲 0.5 1小時(shí)。第四步，將第三步所得到的混合液加熱到135'C后，加入5mL去離子水?dāng)嚢?0分鐘；第五步，將第四步的混合液在16(TC下攪拌6小時(shí)。第六步，將第五步得到的混合液在空氣中冷卻到室溫，離心，丙酮洗滌三次后， 6(TC烘干得到負(fù)載Cu20的氧化石墨。實(shí)施例2:本發(fā)明負(fù)載CU20微粒子氧化石墨的制備方法，包括以下步驟
第一步，同實(shí)施例1中的步驟一；第二步，將50mg的氧化石墨分散到50mL含有O.lg乙酸銅的乙醇溶液中超聲l 2小時(shí)，離心烘干；第三步，將50mg第二步得到的產(chǎn)物超聲分散到50mL的乙二醇中，超聲0.5 1 小時(shí)；第四步，將第三步所得到的混合液加熱到14(TC后加入2.5mL去離子水?dāng)嚢?0分鐘；第五步，將第四步的混合液在18(TC下攪拌2小時(shí)； 第六步，同實(shí)施例1中的步驟六。實(shí)施例3:本發(fā)明負(fù)載CU20微粒子的氧化石墨的制備方法，包括以下步驟 第一步，同實(shí)施例1中的步驟一；第二步，將50mg的氧化石墨分散到50mL含有0.5g硝酸銅的乙醇溶液中超聲l 2小時(shí)，離心烘干；第三步，將50mg第二步得到的產(chǎn)物超聲分散到50mL的丙三醇中，超聲0.5 1 小時(shí)；第四步，將第三步所得到的混合液加熱到145"后加入0.5mL去離子水?dāng)嚢?0分鐘；第五步，將第四步的混合液在200'C下攪拌1小時(shí)； 第六步，同實(shí)施例1中的步驟六。
權(quán)利要求
1、一種負(fù)載Cu2O微粒子的氧化石墨，其特征在于由以下步驟制備而得第一步，將氧化石墨在含有銅鹽的乙醇中進(jìn)行分散，形成混合液后，離心干燥；第二步，將第一步所得的產(chǎn)物分散到還原溶劑中；第三步，加熱第二步的混合液，加入去離子水?dāng)嚢瑁坏谒牟?，將第三步得到的混合液加熱攪拌；第五步，將第四步的混合液離心，洗滌干燥，得到負(fù)載Cu2O微粒子的氧化石墨。
2、 一種負(fù)載Cii20微粒子氧化石墨的制備方法，包括以下步驟-第一步，將氧化石墨在含有銅鹽的乙醇中進(jìn)行分散，形成混合液后，離心干燥； 第二步，將第一步所得的產(chǎn)物分散到還原溶劑中； 第三步，加熱第二步的混合液后，加入去離子水?dāng)嚢瑁?第四步，將第三步得到的混合液加熱攪拌；第五步，將第四步的混合液離心，洗滌干燥，得到負(fù)載CU20微粒子的氧化石墨。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載0120微粒子氧化石墨的制備方法，其特征在于銅鹽為乙酸銅或硝酸銅。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載Ql20微粒子的氧化石墨的制備方法，其特征在于還原溶劑為一縮二乙二醇、乙二醇或丙三醇。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載Ql20微粒子氧化石墨的制備方法，其特征在于銅鹽與氧化石墨的用量之比為1:1 10:1，其中銅鹽和氧化石墨的用量以克計(jì)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載Qi20微粒子氧化石墨的制備方法，其特征在于-在第三步中加入水前的加熱溫度為135 145°C，加水后攪拌時(shí)間為10 30分鐘，加水 量與還原溶劑的用量之比為0.01:1 0.1:1，其中水和還原溶劑的用量以升計(jì)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載CU20微粒子氧化石墨的制備方法，其特征在于第四步的加熱溫度為16Q 200。C，攪拌時(shí)間是1 6小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種負(fù)載Cu₂O微粒子的氧化石墨及其制備方法。該氧化石墨由以下步驟制備而得將氧化石墨在含有銅鹽的乙醇中進(jìn)行分散，形成混合液后，離心干燥；將上一步所得的產(chǎn)物分散到還原溶劑中；加熱上一步的混合液，加入去離子水?dāng)嚢?；將上一步得到的混合液加熱攪拌；將上一步的混合液離心，洗滌干燥，得到負(fù)載Cu₂O微粒子的氧化石墨。本發(fā)明利用氧化石墨表面的氧基基團(tuán)形成成核中心，以及氧化石墨片高的比表面積，通過原位還原作用使得粒子沉降在氧化石墨的片上，形成的復(fù)合物降低了Cu₂O微粒子的團(tuán)聚性，從而可以提高粒子的表面積；應(yīng)用本發(fā)明制備的復(fù)合物可以利用在催化反應(yīng)、太陽能電池、污水處理等方面，具有較好應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號B01J23/72GK101161338SQ20071013556
公開日2008年4月16日 申請日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日
發(fā)明者劉孝恒, 超 徐, 朱俊武, 楊緒杰, 武曉東, 江曉紅, 信 汪, 郝青麗, 陸路德, 韓巧鳳 申請人:南京理工大學(xué)