[发明专利]一种制备超抗疲劳仿生石墨烯纳米复合材料的方法

权利要求书

1.一种制备超抗疲劳仿生石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于实现步骤如下：

(1)采用搅拌超声方法将氧化石墨烯配成均匀的氧化石墨烯水溶液；

(2)在搅拌条件下，在步骤(1)中的氧化石墨烯水溶液中，加入三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液和多巴胺溶液，使多巴胺与氧化石墨烯发生共价交联，构建氧化石墨烯-聚多巴胺(GO-PDA)异质基元材料，采用真空抽滤法制备得到GO-PDA纳米复合材料；

(3)在搅拌条件下，逐滴加入二氯化镍(NiCl₂)溶液，使Ni²⁺与氧化石墨烯发生离子交联，同时聚多巴胺与Ni²⁺形成螯合结构，制得均匀分散的混合溶液；

(4)采用真空抽滤法将上述混合溶液组装成GO-PDA-Ni纳米复合材料；

(5)将组装好的GO-PDA-Ni纳米复合材料，用氢碘酸(HI)还原，洗涤干燥后得到还原氧化石墨烯-聚多巴胺-Ni²⁺(rGO-PDA-Ni)仿生石墨烯纳米复合材料；

2.根据权利要求1所述的一种制备超抗疲劳仿生石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于：所述步骤(1)中氧化石墨烯水溶液的浓度为1～2mg/mL。

3.根据权利要求1所述的一种制备超抗疲劳仿生石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于：所述步骤(2)中三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液浓度为5mg/mL，pH＝8.5，多巴胺溶液的浓度为1～3mg/mL，搅拌反应时间为24h，至溶液变为黑色。

4.根据权利要求1所述的一种制备超抗疲劳仿生石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于：所述步骤(3)中二氯化镍溶液的浓度为1～3mM，搅拌反应时间为1～3h。

5.根据权利要求1所述的一种制备超抗疲劳仿生石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于：所述步骤(4)中采用真空抽滤法，其具体实现过程为：

(1)首先将超声搅拌均匀的GO-PDA和Ni²⁺混合溶液加入真空抽滤瓶中；

(2)启动真空泵，进行真空抽滤；

(3)随着抽滤的进行，GO-PDA与Ni²⁺在水流作用下组装成层状结构，待抽滤完成，即得到氧化石墨烯-聚多巴胺-Ni²⁺(GO-PDA-Ni)纳米复合材料。

6.根据权利要求1所述的一种制备超抗疲劳仿生石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于：所述步骤(5)中氢碘酸的浓度为30～60wt％，且还原时间为3～12h，洗涤方法为在无水乙醇溶液中浸泡1～3天，干燥工序为自然晾干。

7.根据权利要求1所述的一种制备超抗疲劳仿生石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于：所述步骤(2)中通过调控多巴胺溶液体积得到PDA最佳含量为4～5wt％，对应的GO-PDA纳米复合材料标记为GO-PDA-I。

8.根据权利要求7所述的一种制备超抗疲劳仿生石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于：所述步骤(3)中Ni²⁺相对氧化石墨烯的含量为0.1～1wt％。