一种氟掺杂石墨烯负载CuO复合材料及其制备方法和应用.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CN114247442A(43)申请公布日2022.03.29(21)申请号202111598902.6(22)申请日2021.12.24(71)申请人安徽工业大学地址243002安徽省马鞍山市花山区湖东路59号(72)发明人凌强梁瀚文王志昊吴蓉雷昭刘祥春崔平(74)专利代理机构安徽顺超知识产权代理事务所(特殊普通合伙)34120代理人潘忠国(51)Int.Cl.B01J23/72(2006.01)B01J27/06(2006.01)B01J35/00(2006.01)C06D5/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种氟掺杂石墨烯负载CuO复合材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于纳米复合材料技术领域，具体涉及一种氟掺杂石墨烯负载CuO复合材料及其制备方法和应用，该制备方法包括如下步骤：将氧化石墨烯溶解在水中，超声分散后与三氟乙酸混合均匀，高温反应后用蒸馏水洗涤，干燥得到氟掺杂石墨烯；将氟掺杂石墨烯超声分散，加入硝酸铜混合后升温，加入过量水合肼进行搅拌，继续升温，冷却至室温，洗涤干燥得到中间产物；将中间产物置于氮气气氛中，加热升温并煅烧，即可得到产品。本发明使负载金属纳米粒子在石墨烯上进行形貌可控的、分布均匀的负载，增强分散纳米粒子促进反应过程电子转移的能力，提高热传导性能，从而达到提升和稳定固体燃料在燃烧过程中的燃烧速度，降低压强指数的目的。CN114247442ACN114247442A权利要求书1/1页1.一种氟掺杂石墨烯负载CuO复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将氧化石墨烯溶解在水中，超声分散形成分散液，将分散液置于冰水浴低温环境中并加入三氟乙酸混合均匀，将混合溶液转移至120‑180℃高温环境中反应10‑30h，反应结束后，将所得固体物用蒸馏水洗涤，干燥研磨得到氟掺杂石墨烯；2)将所得的氟掺杂石墨烯加入溶剂中，超声分散形成分散液，在分散液中加入硝酸铜混合后升温至40‑60℃，加入过量水合肼进行搅拌，继续升温至80‑120℃并保温1‑3h，待溶液冷却至室温，洗涤干燥，得到中间产物；3)将所得的中间产物置于氮气气氛中，加热升温至380‑420℃并在该温度下煅烧1‑3h，即可得到氟掺杂石墨烯负载CuO复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，氧化石墨烯、三氟乙酸的配比为1g:50‑200mL。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，氟掺杂石墨烯、硝酸铜的质量比为1：0.2‑0.5。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，溶剂由水、DMF按体积比1:0.5‑2混合而成。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，加入硝酸铜的同时加入聚丙烯酰胺，所述氟掺杂石墨烯、硝酸铜、聚丙烯酰胺的质量比为1：0.2‑0.5：3‑5。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，加入过量水合肼的同时加入碱，通过调节溶液的pH来影响材料的生长。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：调节溶液的pH至10‑12。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：碱为KOH。9.一种氟掺杂石墨烯负载CuO复合材料，由权利要求1‑8任一项所述的制备方法制备得到。10.根据权利要求9所述的氟掺杂石墨烯负载CuO复合材料在催化热分解方面的应用。2CN114247442A说明书1/5页一种氟掺杂石墨烯负载CuO复合材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于纳米复合材料技术领域，具体涉及一种氟掺杂石墨烯负载CuO复合材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着纳米技术的不断发展，纳米催化剂由于粒径小、比表面积大、催化活性位点丰富，催化效果优于传统催化剂而被备受瞩目，纳米过渡金属氧化物被人们大量应用于催化高氯酸铵和高氯酸铵基固体燃料领域。CuO纳米颗粒因其在催化学等多方面的突出和独特的特性而引起人们的广泛关注，现有报告中有研究人员就利用快速液相沉淀法制备出纳米CuO，并进一步研究考察了不同形貌的纳米CuO对高氯酸铵热分解的催化作用。结果表明不同形貌的纳米CuO均对高氯酸铵的热分解有着明显催化作用。然而，它们也很容易聚合，从而影响它们的化学和物理性质。研究表明，氧化铜纳米粒子分散在氧化石墨表面不仅可以降低了氧化铜的聚集倾向，而且还能达到提高其催化活性的目的。[0003]石墨烯由于其高表面积、高导热性、高导电性和良好的光学透射率，自被发现以来一直受到研究者的广泛关注。杂原子掺杂石墨烯是改性石墨烯最常用的方法之一，杂原子的引入会不可避免地调变石墨烯原有的结构，同时也会对其性质和性能造成影响，使石墨烯产生新的特性或者增强某些性质，从而