本發(fā)明屬于石墨烯應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多羥基納米銀-石墨烯顆粒的制備方法。

背景技術(shù)：

石墨烯是目前備受矚目的研究熱點，它是由六角原胞碳原子組成的二維蜂窩狀晶體，是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子面材料，是碳的二維結(jié)構(gòu)，厚度只有0.335nm，石墨烯理論比表面積高達(dá)2600㎡/g，由于其獨特的二維結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的晶體學(xué)質(zhì)量，石墨烯具有許多優(yōu)異的獨特性能，例如高電子遷移率、高透明性、高的熱傳導(dǎo)性等。鑒于石墨烯具有完美的量子隧道效應(yīng)、半整數(shù)的量子霍爾效應(yīng)和從不消失的電導(dǎo)率等一系列性質(zhì)，使其可用于生物傳感器中構(gòu)筑良好的檢測平臺；基于石墨烯巨大的比表面積增大了催化活性位點，使傳感器在檢測中有優(yōu)良的電化學(xué)活性，同時石墨烯這種獨特的納米層結(jié)構(gòu)在納米電學(xué)、傳感器、納米復(fù)合物、電池、超電容器和氫存儲等許多技術(shù)領(lǐng)域的運用中有極好的前景。氧化石墨烯作為石墨衍生物的重要一員，在碳納米研究中發(fā)揮著重要的作用，氧化石墨烯的表面存在著大量的含氧基團，如羧基，環(huán)氧基和羥基，部分羧基與羥基分布在氧化石墨邊緣，部分環(huán)氧基與羥基分布在氧化石墨的外表層，可以很容易的將其分散在水和多種有機溶劑中，且由于含氧基團的作用，氧化石墨很容易功能化。

銀納米粒子由于它特殊的電子結(jié)構(gòu)和巨大的表面積使得其在化學(xué)反應(yīng)的催化、表面增強拉曼散射、傳感、生物標(biāo)記、抗菌等方面有著重要的應(yīng)用?；阢y納米顆粒的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子效應(yīng)表現(xiàn)出不同于宏觀塊狀材料的光學(xué)、電子和催化等性能越來越受到人們的關(guān)注，銀納米粒子在光學(xué)、電學(xué)、傳感技術(shù)及生物標(biāo)記等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，如何通過簡單方法制備出單分散性好、粒徑可控的納米銀顆粒一直是研究者追求的目標(biāo)。

由上可知，銀作為自然界導(dǎo)電率最高的金屬，納米ag具有特殊的電子結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，通過銀納米粒子與石墨烯復(fù)合，有望借助銀納米粒子與石墨烯的協(xié)同效應(yīng)，使其材料既有更加優(yōu)異的導(dǎo)電性能和表面活性。因此，研制開發(fā)一種成本低、操作簡單、效率高、綠色環(huán)保、具有較高的導(dǎo)電性和催化活性，且能保持催化活性長久穩(wěn)定的多羥基納米銀-石墨烯顆粒制備方法是客觀需要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、操作簡單、效率高、綠色環(huán)保、具有較高的導(dǎo)電性和催化活性，且能保持催化活性長久穩(wěn)定的多羥基納米銀-石墨烯顆粒制備方法。

一種多羥基納米銀-石墨烯顆粒制備方法,包括以下步驟：

①制備石墨烯水凝膠：

a：先將1g超細(xì)石墨加入到25ml質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸溶液中,采用冰水浴冷卻使其溫度保持在0～5℃之間，并攪拌30min，使其混合均勻，超細(xì)石墨的粒徑為30～40um；

b：將4g高錳酸鉀加入到步驟a制得的混合溶液中，然后放入35～38℃的恒溫水浴中繼續(xù)攪拌120min，得到懸浮混合液；

c：在步驟b制得的懸浮混合液中緩慢加入60ml去離子水，去離子水加入完畢后，在80～90℃的溫度下攪拌反應(yīng)15min；

d：向步驟c制得的懸浮混合液中緩慢加入質(zhì)量濃度為5%的過氧化氫溶液，邊加邊攪拌，直至無氣體生成，之后將懸浮混合液趁熱過濾，得到濾餅；

e：先用質(zhì)量濃度為5%的稀鹽酸溶液充分洗滌濾餅,再用去離子水將濾餅洗滌至中性；

f：將經(jīng)步驟e洗滌后的濾餅置于烘箱中，保持60～70℃對其進(jìn)行干燥，干燥20～25h后得到氧化石墨；

g：取0.16g氧化石墨加入到400ml氫氧化鈉溶液中，所述氫氧化鈉溶液的ph值為11，然后將其置入超聲波處理器中，超聲分散1～2h后將其置于離心機中，在轉(zhuǎn)速8000～10000rpm條件下離心處理2～10min，制得氧化石墨烯分散液；

②制備銀溶液:

h：先將6ml的乙二醇在燒杯中加熱到150℃,再將2ml硝酸銀快速的加入到乙二醇中，得到硝酸銀混合液；

i：將2mlpvp加入到步驟h制得的硝酸銀混合液中,反應(yīng)1h；之后再將混合后的硝酸銀混合液加入到29ml的乙二醇溶液中,反應(yīng)10min后制得銀溶液；

③制備多羥基納米銀-石墨烯顆粒：

j:先將步驟②得到銀溶液加入到步驟①制得的氧化石墨烯分散液中,混勻后置入離心分離機中進(jìn)行離心分離處理,離心機轉(zhuǎn)速為4000rpm，離心時間為10min，離心處理完畢后,用去離子水離心洗滌反應(yīng)物,清洗完畢后,將反應(yīng)物置于陶瓷沉襯底上,在將其放入烘箱中,通入氬氣作為保護氣體,在600～650℃的溫度下干燥2～3h,最后將干燥后的反應(yīng)物置于高能量球磨機中進(jìn)行研磨，即可制得多羥基納米銀-石墨烯顆粒。

本發(fā)明綜合利用了石墨烯和銀的高導(dǎo)電性和催化性，利用石墨烯比表面積大的特點與納米銀顆粒復(fù)合，防止了納米銀顆粒在使用過程中的團聚和中毒現(xiàn)象，提高了催化劑顆粒的催化活性，并保持高催化活性更長時間，即使在銀粒子濃度極低時依然具有高催化活性，在作為電極材料時，銀的引入可以大大減小電極的內(nèi)阻，使得電子在材料中轉(zhuǎn)移順暢，大大的提高了復(fù)合材料的導(dǎo)電性能，是一種優(yōu)良、穩(wěn)定、長久的電極材料，同時，通過調(diào)節(jié)石墨烯與銀的比例，調(diào)節(jié)最終復(fù)合材料的電性能，實現(xiàn)銀和石墨烯材料的可控生長，材料穩(wěn)定性較好，該材料在化工催化、環(huán)境治理、生物傳感能等領(lǐng)域也有著良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的制備方法簡單易行，需要的化學(xué)品種種類少、成本低廉、反應(yīng)簡單、易于控制，可以高效、穩(wěn)定、高質(zhì)量的制備出具有高催化活性、高導(dǎo)電性、穩(wěn)定的符合材料，且整個的制備過程對環(huán)境無污染，不需要昂貴的設(shè)備，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明所述的一種多羥基納米銀-石墨烯顆粒制備方法,包括以下步驟

①制備石墨烯水凝膠：

a：先將1g超細(xì)石墨加入到25ml質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸溶液中,采用冰水浴冷卻使其溫度保持在0～5℃之間，并攪拌30min，使其混合均勻，超細(xì)石墨的粒徑為30～40um；

b：將4g高錳酸鉀加入到步驟a制得的混合溶液中，然后放入35～38℃的恒溫水浴中繼續(xù)攪拌120min，得到懸浮混合液；

c：在步驟b制得的懸浮混合液中緩慢加入60ml去離子水，去離子水加入完畢后，在80～90℃的溫度下攪拌反應(yīng)15min；

d：向步驟c制得的懸浮混合液中緩慢加入質(zhì)量濃度為5%的過氧化氫溶液，邊加邊攪拌，直至無氣體生成，之后將懸浮混合液趁熱過濾，得到濾餅；

e：先用質(zhì)量濃度為5%的稀鹽酸溶液充分洗滌濾餅,再用去離子水將濾餅洗滌至中性；

f：將經(jīng)步驟e洗滌后的濾餅置于烘箱中，保持60～70℃對其進(jìn)行干燥，干燥20～25h后得到氧化石墨；

g：取0.16g氧化石墨加入到400ml氫氧化鈉溶液中，所述氫氧化鈉溶液的ph值為11，然后將其置入超聲波處理器中，超聲分散1～2h后將其置于離心機中，在轉(zhuǎn)速8000～10000rpm條件下離心處理2～10min，制得氧化石墨烯分散液；

②制備銀溶液:

h：先將6ml的乙二醇在燒杯中加熱到150℃,再將2ml硝酸銀快速的加入到乙二醇中，得到硝酸銀混合液；

i：將2mlpvp加入到步驟h制得的硝酸銀混合液中,反應(yīng)1h；之后再將混合后的硝酸銀混合液加入到29ml的乙二醇溶液中,反應(yīng)10min后制得銀溶液；

③制備多羥基納米銀-石墨烯顆粒：

j:先將步驟②得到銀溶液加入到步驟①制得的氧化石墨烯分散液中,混勻后置入離心分離機中進(jìn)行離心分離處理,離心機轉(zhuǎn)速為4000rpm，離心時間為10min，離心處理完畢后,用去離子水離心洗滌反應(yīng)物,清洗完畢后,將反應(yīng)物置于陶瓷沉襯底上,在將其放入烘箱中,通入氬氣作為保護氣體,氬氣的通入流量為10～100sccm，在600～650℃的溫度下干燥2～3h,最后將干燥后的反應(yīng)物置于高能量球磨機中進(jìn)行研磨，即可制得多羥基納米銀-石墨烯顆粒。