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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113774429A(43)申请公布日2021.12.10(21)申请号202110964625.X(22)申请日2021.08.19(71)申请人武汉工程大学地址430074湖北省武汉市洪山区雄楚大街693号(72)发明人王建芝左训行郭自依(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人崔友明(51)Int.Cl.C25B11/095(2021.01)C25B1/04(2021.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种ZIF-8/石墨烯复合气凝胶及其制备方法与应用(57)摘要本发明提供了一种ZIF‑8/石墨烯复合气凝胶及其制备方法与应用,制备方法包括步骤:将石墨粉与硝酸钠混合,缓慢滴入酸溶液,然后加入锰源,搅拌反应,洗涤、离心后得到氧化石墨烯溶液;向所述氧化石墨烯溶液内加入锌源、二甲基咪唑水溶液,超声搅拌均匀,置于高压反应釜内进行水热反应,反应结束后将产物冷冻干燥,得到气凝胶;将所述气凝胶置于马弗炉内进行煅烧,得到ZIF‑8/石墨烯复合气凝胶。本发明涉及的制备方法简单,反应条件温和,制得的ZIF‑8/石墨烯复合气凝胶结构稳定、活性位点数量多,有利于提高电催化析氢的效率。CN113774429ACN113774429A权利要求书1/1页1.一种ZIF‑8/石墨烯复合气凝胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、将石墨粉与硝酸钠混合,缓慢滴入酸溶液,然后加入锰源,搅拌反应,洗涤、离心后得到氧化石墨烯溶液;S2、向所述氧化石墨烯溶液内加入锌源、二甲基咪唑水溶液,超声搅拌均匀,置于高压反应釜内进行水热反应,反应结束后将产物冷冻干燥,得到气凝胶;S3、将所述气凝胶置于马弗炉内进行煅烧,得到ZIF‑8/石墨烯复合气凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S1所述锰源包括二氧化锰、锰酸钾、硫酸锰和高锰酸钾中的一种,所述酸溶液包括浓硫酸、浓盐酸和浓硝酸中的一种。3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤S1所述石墨粉与所述硝酸钠、所述酸溶液和所述锰源的用量比例在(0.2g‑0.7g):(0.3g‑0.9g):(15ml‑50ml):(1.2g‑4.9g)范围内。4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤S1所述搅拌反应的时间在10min至2h范围内。5.根据权利要求1‑4任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤S2所述锌源包括氯化锌、硝酸锌和硫酸锌中的一种。6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤S2所述水热反应的条件包括反应温度在100℃至300℃范围内、反应时间在6h至19h范围内。7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述锌源的浓度在40mg·L‑1至100mg·L‑1范围内,所述二甲基咪唑水溶液的浓度在30mg·L‑1至80mg·L‑1范围内,所述锌源与所述二甲基咪唑水溶液的体积比在2:1至6:5范围内。8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S3所述煅烧的条件包括氢气气氛、煅烧温度在300℃至900℃范围内、煅烧时间在1h至6h范围内。9.一种ZIF‑8/石墨烯复合气凝胶,其特征在于,采用权利要求1‑8任一项所述的ZIF‑8/石墨烯复合气凝胶的制备方法制备。10.一种如权利要求9所述的ZIF‑8/石墨烯复合气凝胶在电解水析氢中的应用。2CN113774429A说明书1/7页一种ZIF‑8/石墨烯复合气凝胶及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明涉及新材料技术领域,具体而言,涉及一种ZIF‑8/石墨烯复合气凝胶及其制备方法与应用。背景技术[0002]在众多新能源中,氢能具有燃烧热值高并且产物无污染,属于近年来非常热门的清洁能源。电解水制氢是目前工艺最成熟的制氢工艺,水作为原料,质子经还原成为氢气,即分解水的还原半反应,然而这个反应需要在某些催化剂的作用下进行。高效的催化剂是可以降低析氢的过电位,或是提高其在析氢过程中的电流密度,过渡金属化合物在析氢反应中的应用研究备受关注。[0003]金属有机框架化合物(MOFs)作为一种具有高比表面积、大孔容等优点的晶态纳米多孔材料,ZIF‑8(MOFs的一种)是以咪唑及其衍生物为有机配体,二价的过渡金属离子(Zn2+、Co2+等)为配位点,自组装形成的具有沸石结构的纳米多孔材料,因其具有咪唑基团、丰富的氮原子、高比表面积和高孔隙率等优点,被认为是一种具有很高研究价值的电催化材料。然而ZIF‑8容易在制备过程中会产生团聚的现象,难以控制。[0004]石墨烯(graphene)因其特殊单原子结构,使其具有良好的导热和导电性能、高的比表面积、较好的化学稳定性等一系列优异的性能,成为目前研究最热的材料之一。[0005]因此,如何