石墨烯/铜/活性炭复合材料的制备方法.pdf

(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CN109529777A(43)申请公布日2019.03.29(21)申请号201910095556.6B01J35/10(2006.01)(22)申请日2019.01.31B01J37/10(2006.01)(71)申请人河北宇轩纳米科技有限责任公司地址063000河北省唐山市高新区荣华西道55号(72)发明人耿晓欣宋晋高晓晔侯林艳吴洪鹏(74)专利代理机构唐山永和专利商标事务所13103代理人张云和(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)B01J23/72(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称石墨烯/铜/活性炭复合材料的制备方法(57)摘要本发明涉及一种石墨烯/铜/活性炭复合材料的制备方法。首先是将氧化石墨烯与铜盐混合均匀，无沉淀后，加入碱性溶液和活性炭，搅拌均匀后得到悬浮液，然后将悬浮液置于反应釜中恒温热处理，离心分离，将得到膏状固体经干燥处理之后，置于管式炉中在H2/Ar混合气氛下进行热还原，将得到的粉末造粒，最终制得石墨烯/铜/活性炭复合材料颗粒。本发明制备的石墨烯/铜/活性炭复合材料的催化活性和比表面积显著增强，具有孔隙结构发达，强度高，杂质含量低，颗粒度适当，阻力小，易于再生等优点，操作工艺简单、高效，易于实现产业化生产及应用。CN109529777ACN109529777A权利要求书1/1页1.一种石墨烯/铜/活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：（1）取氧化石墨烯，溶于去离子水中，经搅拌、超声后，制得氧化石墨烯水溶液，质量浓度为0.05~3%，待用；（2）按照铜：氧化石墨烯为3~1：1的质量比称取铜盐溶液，将其加入步骤（1）制得的氧化石墨烯水溶液中，搅拌均匀，滴入碱性溶液，调节混合液的pH为8~10，继续搅拌，时长大于30min，直至混合均匀，待用；（3）依据氧化石墨烯和活性炭的质量比为1:10~20，取活性炭将其加入步骤（2）制得的混合溶液中，搅拌均匀，所述的活性炭为粉末状，目数为400~500目；（4）将步骤（3）制得的混合溶液置于密闭反应釜中，在160~200℃的温度下水热反应5~8h；（5）取出步骤（4）反应完成并冷却后的混合液，经过滤、离心工艺进行固液分离，分离后的固体经干燥处理后，得到石墨烯/铜/活性炭复合材料前驱物；（6）将步骤（5）得到的前驱物经煅烧处理，最终制得石墨烯/铜/活性炭复合材料。2.根据权利要求1所述的石墨烯/铜/活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中铜盐溶液为碱式碳酸铜，碱式硫酸铜，硝酸铜，硫酸铜，碳酸铜，氯化铜中的一种或几种；碱性溶液为：NaOH溶液，KOH溶液，氨水溶液中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的石墨烯/铜/活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（5）中离心分离工艺采用各型离心机，达到固液分离目的即可。4.根据权利要求1所述的石墨烯/铜/活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（6）中煅烧工艺是在氩氢混合气（95：5）保护条件下，升温到200~400℃，保温2~6h，反应结束后，在气体保护下降到室温。2CN109529777A说明书1/3页石墨烯/铜/活性炭复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及复合材料，具体是一种石墨烯/铜/活性炭复合材料的制备方法。背景技术[0002]活性炭作为优良的吸附材料，常用于空气的净化，水体的净化，工业废气回收等，其应用范围涉及化学工业、食品加工、农业、国防等领域，在环境保护和人类生活中起着重要作用。活性炭的吸附特性取决于其发达的孔结构和独特的表面化学性质。但活性炭大多是微孔结构，限制其吸附性能，针对这一问题，研究者从新型碳材料的制备和普通活性炭改性两方面入手，取得一定成果。比如：在活性炭材料表面上负载不同活性组分，但由于多数负载的催化剂均为含钛、钒、钼、钨、铂和钯等贵金属的金属催化剂，负载量少、分布不匀、有效裸露面积不够，成本较高，不适于广泛应用。[0003]纳米铜催化剂制备简单且催化活性良好，但制备过程中容易发生团聚，其表面积有所降低，最终导致催化活性下降。石墨烯具有极大的比表面积（2360m2·g-1）、较高的热稳定性，是一种极具潜力的载体。例如：金春吉和Zhao等人报道了石墨烯以其高的吸附能力和电子传导率显著提高了二氧化钛的光催化性能(金春吉.二氧化钛/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能的研究[D].吉林大学,2014；ZhaoD,ShengG,ChenC,etal.Enhancedphotocatalyticdegradationofmethyleneblueundervisibleirradiation