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专利号: 2020100677629
申请人: 洛阳理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种石墨烯/银纳米线复合气凝胶的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)在玻璃容器中加入1.0~5.0g金属钠和10~50mL的有机溶剂,加热使温度达到50~

150℃,金属钠变成亮黄色的钠球;

(2)将10mL浓度为0.5~20mg/mL的氧化石墨烯溶液与10mL浓度为0.1~1mg/mL的银纳米线分散液在超声下混合后得到氧化石墨烯‑银纳米线的混合分散液;

(3)在步骤(2)获得的氧化石墨烯‑银纳米线混合分散液中加入0.1~1g粒径为20~

100nm的模板颗粒,搅拌后形成氧化石墨烯、银纳米线和模板颗粒的胶体混合液;所述的模板颗粒为聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乳酸、聚丙烯酸纤维或聚乙烯醇纤维中的一种;

(4)将0.1~1.0g的交联剂加入步骤(3)得到的胶体混合液中混合均匀后逐滴加入步骤(1)形成的体系中,由于密度差异,水相的氧化石墨烯、银纳米线和模板颗粒在容器底部累积,油相的有机溶剂在最上层,钠球处在油相和水相的界面间与氧化石墨烯和水发生 “微爆炸”反应,原位生成的氢气泡会将钠球推向油相,使钠球的表面不断更新,然后钠球依靠重力降落至两相界面使反应得以连续进行,使氧化石墨烯被还原成石墨烯;

同时,钠球与水在油‑水两相界面间反应放出大量热,促使氧化石墨烯与交联剂发生化学桥联反应,形成分子桥连诱导石墨烯与交联剂搭建成具有空间网状结构的气凝胶宏观体并支撑其强度,模板颗粒被包裹在气凝胶的孔隙中,达到控制气凝胶孔径的效果;在上述反应与组装过程中,银纳米线分布于石墨烯表面作为气凝胶的弹性支撑及导电增强单元;

所述的交联剂为二氧化硅、硅酸钠、钛酸钠、海藻酸钠或海藻酸钙中的一种,氧化石墨烯与交联剂的质量比为1:1~10;

(5)当钠球耗尽反应停止后,待体系温度降至室温,用乙醇和水交替离心洗涤三次去除残余的物质和副产物,获得由交联剂桥联的石墨烯/银纳米线/模板粒子复合产物;

(6) 将步骤(5)得到的石墨烯/银纳米线/模板粒子复合产物先在冰箱中预冷冻,然后再进行超临界干燥或冷冻干燥,去除模板粒子,最终获得石墨烯/银纳米线复合气凝胶。

2.如权利要求1所述的石墨烯/银纳米线复合气凝胶的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的有机溶剂为邻二甲苯、乙醚、甲苯、醋酸丁酯或植物油中的一种。

3.如权利要求1所述的石墨烯/银纳米线复合气凝胶的制备方法,其特征在于步骤(6)中冷冻干燥的条件包括:冷冻温度为‑20~‑60℃,干燥温度为‑45~10℃,真空度为10~

80Pa,干燥时间为24~72h。

4.如权利要求1所述的石墨烯/银纳米线复合气凝胶的制备方法,其特征在于步骤(6)中超临界干燥为超临界二氧化碳干燥。