[发明专利]三维石墨烯基纳米金属复合材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种石墨烯基纳米金属复合材料，其特征在于，包括：

具有三维多孔泡沫结构的石墨烯基体，并且在三维多孔泡沫结构中孔的孔径为50~500 μm，

以及，至少均匀负载于所述石墨烯基体上的纳米金属颗粒，所述纳米金属颗粒的粒径为20~200 nm，而用以形成所述纳米金属颗粒的材料包括铁或者铁与镍或钯的二元合金；

其中，所述纳米金属颗粒与石墨烯基体的质量比为0.5~5:1。

2.根据权利要求1所述的石墨烯基纳米金属复合材料，其特征在于，所述二元合金中镍或钯与铁的质量比为0.1~10：100。

3.权利要求1-2中任一项所述三维石墨烯基纳米金属复合材料的制备方法，其特征在于包括：在空气气氛中对石墨烯等离子体处理1~30 min，再加入可溶性亚铁盐溶液并混合均匀，而后加入还原剂，在设定条件下充分反应后，获得三维石墨烯基纳米铁复合材料。

4.根据权利要求3所述三维石墨烯基纳米金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述可溶性亚铁盐包括硫酸亚铁，所述还原剂包括硼氢化钠。

5.根据权利要求4所述三维石墨烯基纳米金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述可溶性亚铁盐与还原剂的摩尔比为2~6:1。

6.根据权利要求4或5所述三维石墨烯基纳米金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述可溶性亚铁盐溶液采用浓度为0.01~0.5 M的硫酸亚铁溶液。

7.根据权利要求3所述三维石墨烯基纳米金属复合材料的制备方法，其特征在于还包括：向三维石墨烯基纳米铁复合材料的水溶液中加入可溶性镍盐或含钯的可溶性盐，在常温下于保护性气氛中充分反应后，获得三维石墨烯基纳米金属复合材料。

8.根据权利要求7所述三维石墨烯基纳米金属复合材料的制备方法，其特征在于，所述可溶性镍盐包括氯化镍，所述含钯的可溶性盐包括氯钯酸钾。

9.根据权利要求3所述三维石墨烯基纳米金属复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（a）石墨烯预处理：在空气气氛中对石墨烯等离子体处理1~30 min，之后清洗、干燥后密封保存备用；

（b）将步骤a处理过的石墨烯与硫酸亚铁溶液混合后，在保护性气氛中持续搅拌1~30 min；

（c）向步骤b所获混合物中加入硼氢化钠，且使硼氢化钠与硫酸亚铁的摩尔比为2~6:1，在保护性气氛中于10~50 oC以50~500 r/min的速度持续搅拌反应5~60 min后，分离出其中的固形物，经清洗获得三维石墨烯基纳米铁复合材料。

10.根据权利要求9所述三维石墨烯基纳米金属复合材料的制备方法，其特征在于还包括如下步骤：

（d）将氯化镍或氯钯酸钾加入含有三维石墨烯基纳米铁复合材料的水溶液中，于常温、保护性气氛中充分反应后，过滤分离出其中的固形物，经清洗获得三维石墨烯基纳米二元合金复合材料。

11.根据权利要求9或10所述三维石墨烯基纳米金属复合材料的制备方法，其特征在于：所述保护性气氛主要由氮气和/或氩气组成。

12.权利要求1-11中任一项所述三维石墨烯基纳米金属复合材料在快速降解有机废水中的应用，所述有机废水包括染料废水，所述染料包括橙黄4。