一种石墨烯-金属复合材料及其制备方法.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CN113680323A(43)申请公布日2021.11.23(21)申请号202111091856.0(22)申请日2021.09.17(71)申请人西湖大学地址310000浙江省杭州市西湖区石龙山街18号(72)发明人胡小松文燎勇刘钟琦王蕾(74)专利代理机构上海领匠知识产权代理有限公司31404代理人黄利群(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/28(2006.01)C02F1/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图1页(54)发明名称一种石墨烯-金属复合材料及其制备方法(57)摘要本发明属于材料合成技术领域，尤其涉及一种石墨烯‑金属复合材料及其制备方法。所述方法包括：1）将高分子模板材料溶于溶剂中配制为模板液，随后干燥成膜得到载体膜；2）对载体膜进行预处理后置于含目标金属元素的液体中，进行金属负载，随后干燥得到前驱体膜；3）对前驱体膜进行激光处理，即得到石墨烯‑金属复合材料。本发明主要提供了一种壳聚糖及其衍生物以及工业废水利用的全新的思路，能够实现壳聚糖及其衍生物的一次有效利用，即通过其固有的净化吸附属性实现废水净化，并且对净化后的弃置材料进行有二次利用，转变为高价值产品，对于提高物质循环中产生的经济效益以及促进环保行业发展均有明显的有益效果，具备明显的推广价值。CN113680323ACN113680323A权利要求书1/1页1.一种石墨烯‑金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：1）将高分子模板材料溶于溶剂中配制为模板液，随后干燥成膜得到载体膜；2）对载体膜进行预处理后置于含目标金属元素的液体中，进行金属负载，随后干燥得到前驱体膜；3）对前驱体膜进行激光处理，即得到石墨烯‑金属复合材料。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯‑金属复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1）所述高分子模板材料为壳聚糖和/或其衍生物。3.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯‑金属复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1）所述溶剂为醇水溶剂；所述醇水溶剂中醇含量为5～10wt%；所述醇为乙醇和/或异丙醇和/或乙二醇和/或1,2‑丙二醇和/或丙三醇。4.根据权利要求1所述的一种石墨烯‑金属复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2）所述预处理为：置于碱金属氢氧化物溶液中进行侵蚀处理，和/或清洗干燥。5.根据权利要求1所述的一种石墨烯‑金属复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2所述目标金属元素包括铜、镍、铬、银、铁、钴、锌和锰中的任意一种或多种；所述金属元素以离子或化合物形式存在。6.根据权利要求1或5所述的一种石墨烯‑金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述含目标金属元素的液体为工业废水。7.根据权利要求1所述的一种石墨烯‑金属复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3）所述激光处理的参数为：扫描速度为5～15mm/s，图像密度为3～5，激光功率范围1.5～2.5W。8.根据权利要求1或7所述的一种石墨烯‑金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述激光处理还设置以下参数：设置激光焦点在前驱体膜上方5～7mm处，且每英寸脉冲数设置为800～1150ppi。9.根据权利要求1所述的一种石墨烯‑金属复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2）对载体膜进行预处理后和/或金属负载完成并干燥后，进行热压处理；所述热压处理参数为：控制温度80～150℃，控制压力为1～3MPa，控制时间为1～10min。10.一种由权利要求1至9任一方法所制得的石墨烯‑金属复合材料。2CN113680323A说明书1/9页一种石墨烯‑金属复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于材料合成技术领域，尤其涉及一种石墨烯‑金属复合材料及其制备方法。背景技术[0002]工业废水中通常含有重金属离子，如铜、锌、银、铬、锰、铁、钴、镍等。根据行业的不同，废液中将以其中一种或几种金属为主，例如，铜矿废水中的铜离子浓度可能高达约2000mg/L。从废液中高效去除这些重金属在废水处理中起着至关重要的作用。吸附法是最常用和最成熟的技术之一，而多糖等天然材料因其成本低、来源广泛且避免引入二次污染而受到越来越多的关注。在这些天然材料中，壳聚糖作为甲壳素的脱乙酰形式，来源于大量废弃的海洋资源，如虾、蟹壳或真菌，已显示出有效吸收重金属的能力。到目前为止，虽然通过壳聚糖提取重金属的方法已经得到了极大的探索，但很少有人关注进一步处理使用过的重金属‑壳聚糖复合材料，以实现其增值潜力。与此同时，全球大约产生了600～800万吨甲壳素废物，与纤维素和木质素等其他生物质资源不同，甲壳素是一种富含氮的聚合物(～7wt%），这是合成掺氮碳材料的合适前驱体。然而，甲壳素废