本發(fā)明涉及納米復合材料及其制備領域。更具體地,涉及一種納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液及其制備方法和應用。
背景技術:
石墨烯是一種單層碳原子厚度的二維新型碳材料,碳原子排列成正六邊形的蜂窩狀晶格,其二維平面結構中的碳原子雜化形式為sp2雜化。2004年英國科學家Geim和Novoselov等(Novoselov K S,Geim A K,Morozov S V,Jiang D,Zhang Y,Dubonos S V,Grigorieva I V,Firsov A A.Electric field effect in atomically thin carbon films[J].Science,2004,306:666-669;Geim A K,Novoselov K S.The rise of graphene[J].Nat Mater.,2007,6:183-191)人采用機械剝離石墨的方法首次制備出穩(wěn)定的高質量單層石墨烯,兩位科學家也因其突破性的工作獲得了2010年諾貝爾物理學獎。石墨烯具有獨特的結構,因而擁有許多特殊的性質,如:超高的電子遷移率、有超高接近100%的透光率、極強的柔韌性、超高的導熱系數(shù)、極大的比表面積,因此石墨烯在諸多領域有著廣泛的應用前景。
氧化石墨烯(GO)作為石墨烯的一種重要的衍生物,由于其表面含有大量的化學官能團(羥基、羧基、環(huán)氧基),這些基團可以有效的作為納米顆粒的結合位點,使得無機納米顆粒在氧化石墨表面成核、生長,同時由于這些含氧官能團的均勻分布,也使得無機納米顆粒在氧化石墨烯的表面分布均勻,同時這些官能團的存在還賦予了氧化石墨烯優(yōu)異的膠體穩(wěn)定性,為GO-無機復合材料的制備加工過程提供了便利條件。因而目前關于GO-無機復合材料的制備和應用相關的領域發(fā)展迅速。
銀納米顆粒因其獨特的電子結構在催化、傳感、生物標記、表面增強拉曼散射和抗菌等方面具有極其重要的應用價值。近年來,關于納米銀-氧化石墨烯的報道不斷的涌現(xiàn)(Tian J,Liu S,Zhang Y W,Li H Y,Wang L,Luo Y L,Asiri A M,Al-Youbi A O,Sun X P.Environmentally friendly,one-pot synthesis of Ag Nanoparticle decorated reduced graphene oxide composites and their application to photocurrent generation [J].Inorgan.Chem.,2012, 51:4742-4746),通過二者的結合,原本的銀納米顆粒的催化性能、抗菌性能、表面拉曼增強效應得到了進一步的增強;同時應為銀納米顆粒的存在,氧化石墨經過進一步的還原之后,不會發(fā)生不可逆的團聚,使石墨烯的優(yōu)良特性得以保持;另外,因為納米銀和氧化石墨烯的有效的復合,在諸如催化、抗菌、表面增強拉曼散射、超級電容器等領域銀-石墨烯復合材料都得到了廣泛的應用。
目前關于納米銀-氧化石墨烯復合材料的制備方法主要可以分為非原位法和原位法兩種。其中非原位法主要是將銀納米顆粒和氧化石墨通過混合的方法借助物理吸附和靜電吸附使銀納米顆粒沉積在氧化石墨烯的表面。但是,這種方法制備出的材料中的銀納米顆粒往往在氧化石墨的表面分布不均,顆粒的分布密度難以控制,并且在混合的過程中氧化石墨易發(fā)生團聚。對于原位法主要是銀納米顆粒在氧化石墨烯的表面直接成核、生長。該方法可以保證顆粒在氧化石墨烯的表面均勻分布,但是顆粒的形貌和大小不易控制。因此發(fā)明一種簡單并可以確保顆粒在氧化石墨表面形貌規(guī)整、尺寸均勻的方法具有重大意義。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的一個目的在于提供一種納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液。所述分散液中納米銀/氧化石墨烯復合材料中的納米銀顆粒在氧化石墨表面分散均勻,顆粒大小在5-50納米,納米銀顆粒緊密的附著在氧化石墨的表面,可以有效的抑制氧化石墨烯發(fā)生團聚。該分散液可以穩(wěn)定存在6個月無沉降。
本發(fā)明的第二個目的在于提供一種納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液的制備方法。采用超重力法,以氧化石墨水溶液和銀鹽溶液為原料制備納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液。
超重力技術是利用高速旋轉產生的離心力場來達到高效強化傳質的新型技術,其快速而均勻的微觀混合效率極大地縮短了混合均勻化特征時間,滿足了顆粒成核所需要的均勻環(huán)境,在一定程度上可改善產品粒徑分布不均勻及重復性較差的狀況,同時過程可控。同時,它能夠大幅度提高反應的轉化率和選擇性,顯著地縮小反應器體積,簡化工藝流程,實現(xiàn)過程的高效節(jié)能。因而將超重力技術應用于制備納米銀-氧化石墨烯復合材料是十分可行的。本發(fā)明首次將超重力技術應用到納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液的制備中,并達到了良好的制備效果。
本發(fā)明的第三個目的在于提供一種納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液的應用。
為達到上述第一個目的,本發(fā)明采用下述技術方案:
一種納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液,包括液相介質和納米銀/氧化石墨烯復合材料,所述納米銀/氧化石墨烯復合材料作為分散質均勻分散于液相介質中;所述分散液的濃度為0.01mg/ml-10mg/ml;所述納米銀/氧化石墨烯復合材料中納米銀顆粒均勻分散并附著于氧化石墨烯表面,納米銀顆粒尺寸為5-50納米。
優(yōu)選地,所述液相介質選自下列物質中的一種或多種:水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、丁醇、正戊醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、正己烷、環(huán)己烷、1-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、乙酸乙酯、乙酸丁酯和四氫呋喃。
優(yōu)選地,所述納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液可以穩(wěn)定存在6個月無沉降。
為達到上述第二個目的,本發(fā)明采用下述技術方案:
如上所述的納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液的制備方法,包括如下步驟:
1)采用Hummers法制備氧化石墨烯,經過干燥再分散得到氧化石墨烯分散液;
2)向氧化石墨烯分散液中加入堿溶液調節(jié)體系的pH值,再加入保護劑得到混合溶液;
3)配制銀鹽溶液;
4)先將混合溶液加入到超重力旋轉填充床或套管式微通道反應器中,再加入銀鹽溶液,反應得到納米銀/氧化石墨烯復合材料;
5)將4)中得到的納米銀/氧化石墨烯復合材料經過洗滌、再分散到液相介質中得到納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液。
所述制備過程中,混合溶液和銀鹽溶液加入反應器的順序為先加入混合溶液,再加入銀鹽溶液。采用該加入順序是因為經過調節(jié)pH值以后,氧化石墨烯分散液體系呈堿性,原本質子化的羧基等含氧官能團經歷了一個去質子化的過程,使整個分散液中的氧化石墨烯表面的負電荷充分的被釋放,為帶正電荷的銀離子提供更多的吸附位點和成核位點,同時也使氧化石墨烯片層之間由于靜電斥力的增加而充分的剝離;采用本申請的加料順序可以促進銀離子在氧化石墨表面均勻的吸附,最后使得產物中的銀納米顆粒的粒度大小 均勻,分布均勻;如果將現(xiàn)有的加料順序顛倒,先進入反應器中的氧化石墨表面將會吸附大量的銀離子,而后進入反應器的氧化石墨表面吸附的銀離子量將會較少,最終導致產物中顆粒的粒度和分布的不均勻。
優(yōu)選地,步驟1)中,所述氧化石墨烯分散液的制備方法包括如下具體步驟:
a.將石墨、硝酸鈉與濃強酸在冰浴環(huán)境中混合,其中石墨、硝酸鈉以及強酸的質量比為1:(0.25~1.5):(5~220);
b.向上述混合體系加入高錳酸鉀,其中高錳酸鉀與石墨的質量比為1:(6~12);
c.將上述混合體系在不斷攪拌下升至一定溫度,保溫反應0.5-24h;
d.將上述反應體系冷卻至室溫,在不斷攪拌下加入一定量的水,其中水與濃強酸的質量比為(0.5~1):1;
e.在不斷攪拌下向上述混合體系中加入一定量的30wt%的過氧化氫,其中過氧化氫的質量與步驟4)中水的質量比為1:6。
f.對得到的產物離心、洗滌、冷凍干燥;
g.將冷到干燥得到的產物分散到溶劑中得到一定濃度的氧化石墨烯分散液。
更優(yōu)選地,步驟1)中,所述氧化石墨烯分散液的制備方法包括如下具體步驟:
a.將2g石墨、0.5-3g硝酸鈉與48-96ml的濃強酸在冰浴環(huán)境中混合;
b.向上述混合體系加入6-12g的高錳酸鉀;
c.將上述混合體系在不斷攪拌下升至一定溫度,保溫反應0.5-24h;
d.將上述反應體系冷卻至室溫,在不斷攪拌下加入60-120ml的水;
e.在不斷攪拌下向上述混合體系中加入10-40ml的30wt%的過氧化氫
f.對得到的產物離心洗滌至pH≈7;
g.對離心得到的產物進行冷凍干燥
h.將冷到干燥得到的產物分散到溶劑中得到一定濃度的氧化石墨烯分散液。
優(yōu)選地,所述濃強酸選自濃硫酸、濃硝酸、濃磷酸中的一種或幾種的混合物。
優(yōu)選地,在制備氧化石墨烯分散液的步驟中,混合體系在不斷攪拌下升至的溫度為30-70℃。
優(yōu)選地,步驟1)中,所述氧化石墨烯分散液的濃度為0.1-5mg/ml;優(yōu)選地,所述氧化石墨烯分散液的濃度為0.5-2mg/ml。將控制在此濃度范圍的氧化石墨烯分散液作為原料,能夠保證最后反應體系的粘度值較低,不對銀離子的吸附過程產生傳質阻力,如果濃度過大,整個反應器中的液相反應體系的粘度將增大,對銀離子的擴散造成阻礙,最終影響體系的傳質速率,進而影響反應速率,延長反應時間,降低反應效率。
優(yōu)選地,步驟2)中,所述堿溶液選自下列物質中的一種或多種:多巴胺溶液、尿素溶液、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液和氨水;所述多巴胺溶液為多巴胺溶于水或溶于有機溶劑形成的溶液;所述尿素溶液為尿素溶于水或是有機溶劑形成的溶液;所述氫氧化鈉溶液為氫氧化鈉溶于水或溶于有機溶劑形成的溶液;所述氫氧化鉀溶液為氫氧化鉀溶于水或是有機溶劑形成的溶液;所述有機溶劑選自下列物質中的一種或多種:甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、丁醇、正戊醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、正己烷、環(huán)己烷、1-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、乙酸乙酯、乙酸丁酯和四氫呋喃。
優(yōu)選地,步驟2)中,所述混合溶液的pH值為7-14;更優(yōu)選地,所述混合溶液的pH值為8-11。將pH值控制在此范圍,有利于釋放氧化石墨烯表面的質子,是氧化石墨烯表面的負電荷得到充分的釋放,為帶正電荷的銀離子提供更多的吸附位點和成核位點,同時也使氧化石墨烯片層之間由于靜電斥力的增加而充分的剝離;反應體系pH過大則可能導致氧化石墨烯的部分還原,減少銀離子的吸附位點和成核位點數(shù)目,另外還原過程中氧化石墨烯表面的褶皺也會增多,影響銀離子的傳質,可能導致不均勻吸附。
所述保護劑選自下列物質中的一種或多種:十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、油酸、油酸鈉、硬脂酸、硬脂酸鈉、聚乙烯醇和聚乙二醇。添加保護劑的目的在于一方面使氧化石墨烯片層充分鋪展,促進銀離子的均勻吸附;另一方面是保護生成的納米銀不被氧化。
優(yōu)選地,步驟3)中,所述銀鹽選自下列物質中的一種或多種:硝酸銀、亞硝酸銀、乙酸銀、碳酸銀和硫酸銀;所述銀鹽溶液選自銀鹽的水溶液或是銀鹽與有機溶劑形成的溶液;所述有機溶劑選自下列物質中的一種或多種:甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、丁醇、正戊醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、正己烷、環(huán)己烷、1-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、乙酸乙酯、乙酸丁酯、 四氫呋喃;所述銀鹽溶液的濃度為5-150mg/ml;所述銀鹽與氧化石墨烯的質量比為0.008-250:1;所述保護劑與銀鹽的質量比為0.1-100:1。
更優(yōu)選地,所述保護劑與銀鹽的質量比為0.1-20。將保護劑與銀鹽的比例控制在該范圍內,有利于制備出顆粒分布均勻、形貌均勻的納米銀顆粒,同時也能有效的防止納米銀顆粒在制備或是儲存過程被氧化。
優(yōu)選地,步驟4)中,反應的溫度為20-70℃,反應的時間為3-60min;優(yōu)選地,反應的溫度為40-60℃,反應的時間為3-20min。
現(xiàn)有技術中采用的原位法在氧化石墨烯表面生長納米銀顆粒,一般的反應時間為6-24h,而本發(fā)明通過采用超重力技術,并配合反應過程中各工藝參數(shù)的改進,將反應時間縮短到3-60min,大大縮短反應時間、節(jié)約能耗,為其工業(yè)化應用提供了有力保障。
優(yōu)選地,步驟4)中,所述超重力旋轉填充床的轉速為200-2500r/min。
優(yōu)選地,所述混合溶液和銀鹽溶液分別置于儲液槽中,儲液槽中溫度保持為20-70℃。
優(yōu)選地,步驟5)中,所述液相介質選自下列物質中的一種或幾種:水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、丁醇、正戊醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、正己烷、環(huán)己烷、1-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、乙酸乙酯、乙酸丁酯、四氫呋喃。
為達到上述第三個目的,本發(fā)明采用下述技術方案:
如上所述的納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液可以應用于催化、儲能、電子、抗菌和表面增強拉曼等領域。
與現(xiàn)有技術相比,本申請中的納米銀/氧化石墨烯復合材料中的銀納米顆粒的粒徑小且分布非常窄,只有5-50nm,且其能夠均勻穩(wěn)定的附著于氧化石墨烯的表面。本發(fā)明的整個制備過程不添加任何的還原劑,僅通過使用超重力旋轉填充床或是微通道反應器作為反應設備,使反應過程所涉及的傳質和微觀混合過程得到明顯強化;同時與原料的種類、濃度以及反應中的工藝參數(shù)相配合,在很短的時間內(3-60min)就得到能夠穩(wěn)定存在6個月無沉降的納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液。并且制備過程中避免了復合材料的干燥過程,使得復合材料中的納米銀顆粒不會因為在干燥或過長的反應時間中被氧化,也使得氧化石墨不會因為干燥或過長的反應時間而發(fā)生不可逆團聚,所得分散液能夠保持復合材料最初的良好形貌,有利于其在應用時性能的穩(wěn)定發(fā)揮。
與現(xiàn)有技術比,本發(fā)明所涉及的方法快速、簡單、高效并且適用于大規(guī)模的工業(yè)化生產。本發(fā)明所涉及的材料在催化、儲能、電子、抗菌、表面拉曼增強等領域具有廣闊的應用前景。
本發(fā)明的有益效果如下:
1、本發(fā)明采用超重力技術制備納米銀/氧化石墨烯復合材料,可以在高效微觀混合下制備納米銀/氧化石墨烯復合材料,得到的納米銀/氧化石墨烯復合材料中納米銀顆粒在氧化石墨烯表面分散均勻,顆粒大小在5-50納米,納米銀顆粒緊密的附著在氧化石墨烯的表面,可以有效的抑制氧化石墨烯發(fā)生團聚。所得到納米銀顆粒/氧化石墨烯復合材料可以再液相介質中再分散,得到透明穩(wěn)定的納米銀-氧化石墨烯復合材料分散液,分散液可以穩(wěn)定存在6個月無沉降。
2、本發(fā)明方法的快速、簡單、高效、重復性強,并且適用于大規(guī)模的工業(yè)化生產。
3、本發(fā)明所涉及的納米銀/氧化石墨烯復合材料可以應用于催化、儲能、電子、抗菌、表面拉曼增強等領域。
附圖說明
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。
圖1示出本發(fā)明實施例1制備的納米銀/氧化石墨烯復合材料的透射電鏡照片圖。
圖2示出本發(fā)明實施例1制備的納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液的實物圖。
圖3示出本發(fā)明對比例1制備的納米銀/氧化石墨烯復合材料的透射電鏡照片圖。
圖4示出本發(fā)明對比例2制備的納米銀/氧化石墨烯復合材料的透射電鏡照片圖。
圖5示出本發(fā)明對比例3制備的納米銀/氧化石墨烯復合材料的透射電鏡照片圖。
圖6示出本發(fā)明對比例4制備的納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液的實物圖。
圖7示出本發(fā)明實施例7中將本發(fā)明產品用于制備表面增強拉曼散射基 底所得到的銀/氧化石墨烯復合膜材料的拉曼譜圖。
具體實施方式
為了更清楚地說明本發(fā)明,下面結合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解,下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的,不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
1)采用改進的Hummers法制備氧化石墨烯,經過干燥再分散得到720ml的0.5mg/ml的氧化石墨烯分散液;
2)混合溶液的制備:向氧化石墨烯分散液中加入氨水溶液調節(jié)體系的pH值至12,加入20g保護劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)得到混合溶液;
3)配制60ml的0.05M/L的硝酸銀水溶液;
4)先將混合溶液加入到超重力旋轉填充床應器中,再加入銀鹽溶液,在溫度為40℃、轉速為1500r/min的反應條件下反應10min得到納米銀/氧化石墨復合材料;
5)將4)中得到的納米銀/氧化石墨復合材料經過洗滌、再分散到水中即得到0.5mg/ml的納米銀/氧化石墨復合材料水分散液。
圖1示出本實施例制備的納米銀/氧化石墨烯復合材料的透射電鏡照片圖。從圖中可以清晰的看出所得到的分散液中的Ag/GO復合材料無明顯的團聚現(xiàn)象,尺寸約5nm的銀納米顆粒均勻的分布在氧化石墨烯的表面,銀納米顆粒尺寸大小均一且在氧化石墨烯表面無團聚。
圖2示出本實施例制備的納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液的實物圖。該分散液的分散性及穩(wěn)定性良好,靜置6個月無沉降。
實施例2
1)采用改進的Hummers法制備氧化石墨烯,經過干燥再分散得到720ml的2mg/ml的氧化石墨烯分散液;
2)混合溶液的制備:向氧化石墨分散液中加入氨水溶液調節(jié)體系的pH值至11;加入20g保護劑十六烷基三甲基溴化銨得到混合溶液;
3)配制60ml的0.05M/L的乙酸銀水溶液;
4)先將混合溶液加入到超重力旋轉填充床應器中,再加入銀鹽溶液,在 溫度為60℃、轉速為500r/min的反應條件下反應3min得到納米銀/氧化石墨復合材料;
5)將4)中得到的納米銀/氧化石墨復合材料經過洗滌、再分散到水中即得到10mg/ml的納米銀/氧化石墨復合材料水分散液。
實施例3
1)采用改進的Hummers法制備氧化石墨烯,經過干燥再分散得到720ml的5mg/ml的氧化石墨烯分散液;
2)混合溶液的制備:向氧化石墨分散液中加入多巴胺水溶液調節(jié)體系的pH值至8,加入20g保護劑油酸得到混合溶液;
3)配制60ml的0.05M/L的碳酸銀水溶液;
4)先將混合溶液加入到超重力旋轉填充床應器中,再加入銀鹽溶液,在溫度為50℃、轉速為2500r/min的反應條件下反應20min得到納米銀/氧化石墨復合材料;
5)將4)中得到的納米銀/氧化石墨復合材料經過洗滌、再分散到水中即得到0.01mg/ml的納米銀/氧化石墨復合材料水分散液。
實施例4
1)采用改進的Hummers法制備氧化石墨烯,經過干燥再分散得到720ml的0.1mg/ml的氧化石墨烯分散液;
2)混合溶液的制備:向氧化石墨分散液中加入氨水溶液調節(jié)體系的pH值至10,加入20g保護劑聚乙二醇得到混合溶液;
3)配制60ml的0.10M/L的硫酸銀水溶液;
4)先將混合溶液加入到超重力旋轉填充床應器中,再加入銀鹽溶液,在溫度為25℃、轉速為1000r/min的反應條件下反應5min得到納米銀/氧化石墨復合材料;
5)將4)中得到的納米銀/氧化石墨復合材料經過洗滌、再分散到水中即得到8mg/ml的納米銀/氧化石墨復合材料水分散液。
實施例5
1)采用改進的Hummers法制備氧化石墨烯,經過干燥再分散得到720ml的1.5mg/ml的氧化石墨烯分散液;
2)混合溶液的制備:向氧化石墨分散液中加入氫氧化鈉水溶液調節(jié)體系 的pH值至8,加入20g保護劑γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷得到混合溶液;
3)配制60ml的0.05M/L的亞硝酸銀水溶液;
4)先將混合溶液加入到超重力旋轉填充床應器中,再加入銀鹽溶液,在40℃、轉速為800r/min下反應60min得到納米銀/氧化石墨復合材料;
5)將4)中得到的納米銀/氧化石墨復合材料經過洗滌、再分散到水中即得到0.5mg/ml的納米銀/氧化石墨復合材料水分散液。
實施例6
1)采用改進的Hummers法制備氧化石墨烯,經過干燥再分散得到720ml的2.5mg/ml的氧化石墨烯分散液;
2)混合溶液的制備:向氧化石墨分散液中加入尿素水溶液調節(jié)體系的pH值至12,加入10g保護劑硬脂酸鈉得到混合溶液;
3)配制60ml的0.05M/L的硝酸銀水溶液;
4)先將混合溶液加入到套管式微通道反應器中,再加入銀鹽溶液,在溫度為50℃、轉速為2000r/min下反應5min得到納米銀/氧化石墨復合材料;
5)將4)中得到的納米銀/氧化石墨復合材料經過洗滌、再分散到水中即得到0.05mg/ml的納米銀/氧化石墨復合材料水分散液。
以上各實施例的實驗數(shù)據(jù)結果列表如下:
表1:實施例實驗結果總結
上述實驗結果的數(shù)據(jù)說明:本發(fā)明所提供的納米銀-氧化石墨烯復合材料 分散液的制備方法是一種可控的方法,在制備納米銀-氧化石墨烯復合材料的過程中可以通過調節(jié)轉速、反應溫度、反應時間以及反應體系的pH值來控制產物中納米銀顆粒的大小及其在氧化石墨烯表面的分布情況。
實施例7
將實施例1制備得到的納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液用于制備表面增強拉曼散射基底。具體的實施方式是將制備得到的分散液透過抽濾的方法制備成銀/氧化石墨烯復合膜材料,并將測試所得膜材料的拉曼光譜如附圖7所示。作為對比將氧化石墨烯分散液也通過抽濾的方式制備成膜材料并測試其拉曼光譜,見附圖7。根據(jù)所得到的拉曼光譜測試結果可以明顯的看出,以銀/氧化石墨烯分散液制備得到膜材料的中的氧化石墨烯的D峰和G峰的強度明顯強于氧化石墨烯薄膜的D峰和G峰的強度,前者的強度約為后者強度的4倍。
對比例1
本對比例的具體的實施方式與實施例1當中所述的步驟基本相同,不同之處在于步驟4中將混合溶液和銀鹽溶液加入到攪拌釜式反應器當中。其余步驟與實施例1完全一致。所制備的納米銀/氧化石墨烯復合材料的透射電鏡照片圖如附圖3所示。
對比例2
本對比例的具體的實施方式與實施例1當中所述的步驟基本相同,不同之處在于步驟2未加入堿液調節(jié)氧化石墨烯水溶液的pH值,步驟4中將步驟2中未調節(jié)pH值的氧化石墨烯水溶液和銀鹽溶液加入到超重力旋轉填充床當中,然后向所得到的混合體系中加入適量的堿液將反應體系的pH值調節(jié)為12。其余步驟與實施例1完全一致。所制備的納米銀/氧化石墨烯復合材料的透射電鏡照片圖如附圖4所示。
對比例3
本對比例的具體的實施方式與實施例1當中所述的步驟基本相同,不同之處在于步驟2中不加保護劑,其余步驟與實施例1完全一致。所制備的納米銀/氧化石墨烯復合材料的透射電鏡照片圖如附圖5所示。
對比例4
本對比例的具體的實施方式的前四個步驟與實施例1當中的前四個步驟完全相同,與實施例1的不同之處在于在步驟5中將步驟4中得到的納米銀/氧化石墨復合材料經過洗滌、冷凍干燥,之后再分散到水中以求得到0.5mg/ml的納米銀/氧化石墨復合材料水分散液。其余步驟與實施例1完全一致。所制備的納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液的實物圖如附圖6所示。
以上各對比例的實驗數(shù)據(jù)結果列表如下
表2:對比例實驗結果總結
綜上所述,通過實施例與對比例的比較可以得出,本發(fā)明以氧化石墨水溶液和銀鹽溶液為原料,通過采用超重力技術,同時與原料的種類、加料順序、濃度以及反應中的各項工藝參數(shù)相配合,制備得到了能夠穩(wěn)定分散6個月無沉降的納米銀/氧化石墨烯復合材料分散液。
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)明的技術方案所引伸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。