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一种柔性氧化石墨烯/AuNRs复合纤维催化剂的制备方法及使用方法 

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申请/专利权人:西北工业大学

摘要:本发明涉及一种柔性氧化石墨烯AuNRs复合纤维的制备方法及用于催化对硝基苯酚的使用方法,采用改良的种子生长法制备出Zeta电位为正的金纳米棒AuNRs,采用改进的Hummers法制备出Zeta电位为负的氧化石墨烯溶液,之后将二者以静电吸附的方式结合,并通过湿法纺丝和凝固浴固化的方法制备出柔性氧化石墨烯AuNRs复合纤维。本发明制备的纤维可应用于催化还原对硝基苯酚4‑NP制对氨基苯酚4‑AP,解决了现有技术中催化效率低、稳定性和生物相容性差、回收过程复杂等问题,具有易回收、操作便利、效率高等优点,在医药、农药和染料等多个领域具有广阔的应用前景。

主权项:1.一种用于催化对硝基苯酚的高稳定性易回收的柔性氧化石墨烯AuNRs复合纤维的制备方法,其特征在于步骤如下:步骤1、石墨粉的预氧化:采用磷酸插层法预氧化石墨粉;步骤2、氧化石墨烯的制备:在0~5℃条件下,将氧化石墨粉、硝酸钠和浓硫酸,以质量比为0.2~2︰0.2~2︰20~120的比例搅拌混合,之后加入与混合物质量比为0.2~2︰2~20的高锰酸钾反应10~100min,随后,加入30~200mL去离子水,继续升温到70~100℃反应10~100min,待冷却至25℃时,经离子水和过氧化氢溶液洗涤,得到氧化石墨烯溶液;然后,将洗涤后的产物进行静止沉淀和透析纯化处理2~10天,得到高纯度氧化石墨烯溶液;步骤3、金纳米棒AuNRs的制备:将1~15ml的20~200mM的十六烷基三甲基溴化铵CTAB水溶液在20~50℃下水浴加热并搅拌3~30min;之后,加入0.1~1ml的4~50mM的HAuCl4溶液,搅拌3~30min后,再加入0.3~0.6ml的10~200mM的硼氢化钠水溶液,在50~300rpm转速下反应5~30min,制得金种子溶液;将10~100ml的0.05~0.2M的CTAB水溶液,在20~50℃下水浴加热并搅拌3~30min;之后,加入0.5~5ml的0.1~50mM的HAuCl4水溶液,搅拌5~50min;之后依次加入0.1~10ml的0.5~5mM的AgNO3水溶液和0.1~10ml的50~500mM的L-抗坏血酸水溶液,继续搅拌5~30min,将搅拌速度保持在5~500rpm;最后加入0.5~20ml金种子溶液,然后把反应溶液在在20~50℃水浴下搅拌反应12~24h,搅拌速度为50~300rpm,制得AuNRs;步骤4、氧化石墨烯AuNRs掺杂材料的制备:在离心速率为8000~12000rpm的条件下,将AuNRs进行离心分离,去除游离的CTAB;然后将AuNRs溶液以质量比为0.1~3︰0.2~10的比例加入到氧化石墨烯溶液中搅拌12~24h,在AuNRs表面正电位,即NH4+离子和氧化石墨烯表面负电位,即-OH,-COOH,-O离子的共同作用即静电吸附下,得到负载有AuNRs的氧化石墨烯掺杂材料的溶液;步骤5、氧化石墨烯AuNRs复合纤维的制备:在离心速率为8000~12000rpm条件下,将步骤4的溶液进行离心浓缩,制备湿法纺丝溶液;随后选用氯化钙-异丙醇水溶液为纺丝凝固浴,采用微量注射泵对纺丝溶液进行湿法纺丝,得到氧化石墨烯AuNRs复合纤维催化剂。

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权利要求:

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