一種納米銀-石墨烯復合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種納米銀-石墨烯復合材料的制備方法，首先采用酶-超聲輔助提取的方法得到柿單寧，然后按照100:10:1-1:1:1的體積比，將質量百分比0.01%-10%的柿單寧水溶液、0.01-100g/L的銀氨溶液與0.01-0.05g/L的氧化石墨烯溶液混合，在40-80℃的溫度條件下超聲1-24h，用去離子水對反應產物進行多次洗滌抽濾后，真空干燥即可得到納米銀-石墨烯復合材料。本發(fā)明采用酶-超聲輔助提取柿單寧，與常規(guī)的溶劑提取法相比，無需高溫、安全性好、耗時短、效率高。同時以氧化石墨烯、銀氨為原料，采用綠色環(huán)保的柿單寧作為還原劑，一步法制得納米銀-石墨烯復合材料。
【專利說明】一種納米銀-石墨烯復合材料的制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于納米材料【技術領域】，特別涉及一種納米銀-石墨烯復合材料的制備方法。

【背景技術】
[0002]2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈.海姆和康斯坦丁.諾沃肖洛夫，利用撕透明膠帶的方法，成功地從石墨中分離出單層原子排列的石墨烯，兩人也因此獲得2010年的諾貝爾物理學獎(Science, 2004，306 ( 5696):666-669)。石墨烯由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型蜂巢晶格，其結構單元為碳六元環(huán)，它是一種只有單層碳原子厚度的二維材料。石墨烯是構成碳基材料的基本機構單元。它可以包裹形成零維Fullerenes,卷成一維carbon nanotube,層層堆積成三維graphite。從石墨烯發(fā)現的那一天起,石墨烯就已經成為研究的熱點和焦點，在超級電容器、透明電極、海水淡化、發(fā)光二極管、傳感器、儲氫、太陽能電池、催化劑載體、復合材料、生物支架材料、生物成像、藥物輸送、紡織、印染等領域有廣泛的應用。
[0003]納米銀具有優(yōu)良的傳熱性、導電性、表面活性和催化性能，在光學、催化、微電子、生物傳感、抗菌等領域具有巨大的應用價值。
[0004]石墨烯是單原子厚度的二維石墨碳材料，具有高比表面積、突出的導熱性能和力學性能、非凡的電子傳遞性能等一系列優(yōu)異性質，是納米銀的理想載體，而存在于石墨烯層間的納米銀粒子可以起到分離鄰近石墨烯片層，防止石墨烯發(fā)生團聚的作用。近年來有不少文獻或專利報道了納米銀-石墨烯復合材料的制備和應用，但是它們多采用有毒的肼和硼氫化鈉作為還原劑。例如:中國發(fā)明專利CN201210054952.2采用N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)作為還原劑，純度高達99%的石墨烯粉末作為載體，在溫和的反應條件下，銀在石墨烯層上形核、長大，得到石墨烯/銀納米粒子復合材料Jianfeng Shen等利用硼氫化鈉和乙二醇的混合還原劑制備了石墨烯-銀納米粒子復合材料(Nano Res., 2010, 3(5):339-349)。
[0005]我國是柿子的原產地和主產國，分布于23個省市自治區(qū)，產量極大，占世界總產量的70%，澀柿果實中單寧含量在0.13% -1.54%之間，是單寧含量最高的一種水果。柿單寧是一種天然高分子多酚化合物。目前，柿單寧在重金屬離子吸附、抗菌、皮革鞣制劑等方面有重要的應用。例如:本公司于2013年申請了發(fā)明專利CN201310299037.4，采用柿單寧作為銀離子的捕捉劑和還原劑來制備粒徑范圍為l_50nm的納米銀。中國發(fā)明專利柿單寧吸附材料吸附回收重金屬的方法(CN201210043670.2)將牛皮膠原纖維和柿子粉在水中溶解、反應，加入戊二醛或甲醛，在50°C反應后過濾，真空烘干、粉碎即可制得柿單寧吸附材料。目前未見將柿單寧直接用于一步法制備納米銀-石墨烯復合材料。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明針對現有技術存在的不足，提供一種納米銀-石墨烯復合材料的制備方法。
[0007]本發(fā)明采用了以下技術方案:
(1)將未成熟的天然柿子粉碎過60目篩，加入去離子水和質量分數0.1-0.5%。的酶，進行超聲提取，超聲功率80-120w，超聲時間10-60min，超聲溫度30_50°C，酶解pH值5_6，料液比為1:5-1:20，將處理后的提取夜真空抽濾，烘干得到柿單寧；
(2)按照100:10:1-1:1:1的體積比，將質量百分比0.01%-10%的柿單寧水溶液、
0.01-100g/L的銀氨溶液與0.01-0.05g/L的氧化石墨烯溶液混合，在40_80°C的溫度條件下超聲l_24h，用去離子水對反應產物進行多次洗滌抽濾后，真空干燥即可得到納米銀-石墨烯復合材料。。
[0008]作為優(yōu)選方案，步驟(I)所述的酶為纖維素酶、果膠酶的混合物，其質量比為1:1。
[0009]作為優(yōu)選方案，步驟(2)所述的氧化石墨烯由改進型Hummers法得到，氧化劑為過硫酸鉀、五氧化二磷、硝酸鈉、濃硫酸、磷酸和高錳酸鉀中的一種或多種。
[0010]作為優(yōu)選方案，步驟(2)所述的銀氨溶液為硝酸鹽或硫酸銀與氨水形成的絡合物。
[0011]本發(fā)明具有如下有益效果:(I)采用酶-超聲輔助提取柿單寧，與常規(guī)的溶劑提取法相比，本方法無需高溫，安全性好，耗時短，效率高。(2)本發(fā)明利用氧化石墨烯、銀氨為原料，采用綠色環(huán)保的柿單寧作為還原劑，在不添加任何穩(wěn)定劑/分散劑的條件下，一步法制得納米銀-石墨烯復合材料。

【具體實施方式】
[0012]下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明。
[0013]實施例1:
將未成熟的天然柿子粉碎過60目篩，加入去離子水和質量分數0.1%。的酶，進行超聲提取，超聲功率80w，超聲時間lOmin，超聲溫度30°C，酶解pH值5，料液比為1:5，將處理后的提取夜真空抽濾，烘干得到柿單寧。其中酶為纖維素酶、果膠酶的混合物，質量比為1:1。
[0014]將10ml質量百分比1%的柿單寧水溶液、5ml的10g/L的銀氨溶液與Iml的
0.01g/L的氧化石墨烯溶液混合，在40°C的溫度條件下超聲24h，用去離子水對反應產物進行多次洗滌抽濾后，真空干燥即可得到納米銀-石墨烯復合材料。
[0015]實施例2:
將未成熟的天然柿子粉碎過60目篩，加入去離子水和質量分數0.3%。的酶，進行超聲提取，超聲功率100w，超聲時間30min，超聲溫度40°C，酶解pH值6，料液比為1:10，將處理后的提取夜真空抽濾，烘干得到柿單寧。其中酶為纖維素酶、果膠酶的混合物，質量比為1:1。
[0016]將80ml質量百分比5%的柿單寧水溶液、5ml的5g/L的銀氨溶液與Iml的0.02g/L的氧化石墨烯溶液混合，在60°C的溫度條件下超聲14h，用去離子水對反應產物進行多次洗滌抽濾后，真空干燥即可得到納米銀-石墨烯復合材料。
[0017]實施例3:
將未成熟的天然柿子粉碎過60目篩，加入去離子水和質量分數0.5%。的酶，進行超聲提取，超聲功率120w，超聲時間60min，超聲溫度50°C，酶解pH值6，料液比為1:20，將處理后的提取夜真空抽濾，烘干得到柿單寧。其中酶為纖維素酶、果膠酶的混合物，質量比為1:1。
[0018]將1ml質量百分比5%的柿單寧水溶液、Iml的lg/L的銀氨溶液與Iml的0.05g/L的氧化石墨烯溶液混合，在80°C的溫度條件下超聲4h，用去離子水對反應產物進行多次洗滌抽濾后，真空干燥即可得到納米銀-石墨烯復合材料。
[0019]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。
【權利要求】
1.一種納米銀-石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下操作步驟: (1)將未成熟的天然柿子粉碎過60目篩，加入去離子水和質量分數0.1-0.5%。的酶，進行超聲提取，超聲功率80-120w，超聲時間10-60min，超聲溫度30_50°C，酶解pH值5_6，料液比為1:5-1:20，將處理后的提取液真空抽濾，烘干得到柿單寧； (2)按照一定的體積比，將質量百分比0.01%-10%的柿單寧水溶液、0.01-100g/L的銀氨溶液與0.01-0.05g/L的氧化石墨烯溶液混合，在40-80°C的溫度條件下超聲l_24h，用去離子水對反應產物進行多次洗滌抽濾后，真空干燥即可得到納米銀-石墨烯復合材料。
2.根據權利要求1所述的一種納米銀-石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟一所述的酶為纖維素酶、果膠酶的混合物，其質量比為1:1。
3.根據權利要求1所述的一種納米銀-石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟二所述的體積比為100:10:1-1:1:1。
4.根據權利要求1所述的一種納米銀-石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟二所述的銀氨溶液為硝酸鹽或硫酸銀與氨水形成的絡合物。
5.根據權利要求1所述的一種納米銀-石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟二所述的氧化石墨由改進型Hummers法得到，氧化劑為過硫酸鉀、五氧化二磷、硝酸鈉、濃硫酸、磷酸和高錳酸鉀中的一種或多種。
【文檔編號】B22F9/24GK104353842SQ201410565546
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權日:2014年10月22日
【發(fā)明者】趙兵 申請人:蘇州正業(yè)昌智能科技有限公司