[发明专利]一种基于纳米原电池效应的石墨烯负载纳米零价铜/铁双金属复合材料及其制备方法和应用有效
申请号: | 202110896454.1 | 申请日: | 2021-08-05 |
公开(公告)号: | CN113603190B | 公开(公告)日: | 2023-04-28 |
发明(设计)人: | 何军勇;孔令涛;刘锦淮 | 申请(专利权)人: | 中国科学院合肥物质科学研究院 |
主分类号: | C02F1/461 | 分类号: | C02F1/461;C02F1/70;C02F1/72;C02F101/20 |
代理公司: | 合肥天明专利事务所(普通合伙) 34115 | 代理人: | 周静 |
地址: | 230031 *** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 纳米 原电池 效应 石墨 负载 零价铜 双金属 复合材料 及其 制备 方法 应用 | ||
1.一种基于纳米原电池效应的石墨烯负载纳米零价铜/铁双金属复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、将石墨烯氧化物超声分散到水中,搅拌条件下滴加二价铁盐和水合肼,得到反应混合液,将反应混合液转移至高压反应釜中进行还原反应;所述还原反应的温度为100-180℃;
步骤二、还原反应结束后对得到的产物进行抽滤洗涤,真空干燥,得到石墨烯负载纳米零价铁复合物;
步骤三、将石墨烯负载纳米零价铁复合物重新分散到水中,加入铜盐后将其转移至高压反应釜中进行置换反应;所述置换反应的温度为100-180℃;
步骤四、置换反应结束后对得到的产物进行抽滤洗涤,真空干燥,得到石墨烯负载纳米零价铜/铁双金属复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤一中,所述水合肼与二价铁盐的摩尔比为(10-3):1。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤一中,所述二价铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤一中,所述还原反应的时间为12-24h。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤三中,所述铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤三中,所述铜盐与二价铁盐的摩尔比为1:(1-3)。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤三中,所述置换反应的时间为12-24h。
8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的石墨烯负载纳米零价铜/铁双金属复合材料。
9.如权利要求8所述的石墨烯负载纳米零价铜/铁双金属复合材料在去除水中重金属离子的应用,其特征在于:所述石墨烯负载纳米零价铜/铁双金属复合材料在吸附处理重金属离子过程中能够以铜为正极,铁为负极,石墨烯为导体,自发构筑完整的纳米级原电池,显著增加电子的定向传递速率,提高重金属离子还原吸附去除效率,实现基于纳米原电池快速氧化还原反应特性的重金属高效、快速还原去除。
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