CN106964365A - 一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料、制备方法和应用 - Google Patents
一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料、制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106964365A CN106964365A CN201710203188.3A CN201710203188A CN106964365A CN 106964365 A CN106964365 A CN 106964365A CN 201710203188 A CN201710203188 A CN 201710203188A CN 106964365 A CN106964365 A CN 106964365A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- preparation
- polymolecularity
- nano
- graphene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 53
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229940056319 ferrosoferric oxide Drugs 0.000 title claims abstract description 17
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims abstract description 7
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 17
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 6
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 4
- PLKATZNSTYDYJW-UHFFFAOYSA-N azane silver Chemical compound N.[Ag] PLKATZNSTYDYJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 4
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 2
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 claims 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 abstract description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 abstract description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000009514 concussion Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 abstract description 2
- 206010010254 Concussion Diseases 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 36
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 241000549556 Nanos Species 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 4
- BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 4-nitrophenol Chemical compound OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 3
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
- B01J23/8906—Iron and noble metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
- B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/33—Electric or magnetic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/391—Physical properties of the active metal ingredient
- B01J35/393—Metal or metal oxide crystallite size
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/396—Distribution of the active metal ingredient
- B01J35/399—Distribution of the active metal ingredient homogeneously throughout the support particle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/009—Preparation by separation, e.g. by filtration, decantation, screening
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/04—Mixing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料、制备方法和应用，制备步骤包括：将亚铁盐水溶液与氧化石墨烯水溶液混匀后，加入氨水，调节体系pH在7~14间，为第一溶液；配置银氨溶液；加入到第一溶液，混合均匀在60~100℃条件下反应3~12h，冷却至室温，经抽滤、洗涤、真空干燥得到高分散性、磁分离rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料。本发明层级结构材料有效的解决了石墨烯片层间堆集，具有高分散性、高催化活性和可磁场辅助分离等优异性能。本发明提供的制备方法为一步法，条件温和，不使用任何还原剂及分散剂，不引入杂质，实现多种功能纳米粒子在石墨烯表面的组装，绿色环保，无需超声、震荡等特殊混合设备，适合规模化工业生产。
Description
技术领域
本发明属于纳米层级结构材料制备技术领域，具体涉及一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料、制备方法和应用。
背景技术
染料不仅广泛应用在纺织、造纸等工业领域，还应用于食品领域。但随着染料和印染工业的迅速发展，印染废水也在不断增加。此类废水有机污染物含量高，组分复杂、难生物降解、抗光、抗氧化性强，给环境带来严重污染。为了更好的解决有机污染物的降解问题，金属纳米颗粒作为降解有机污染物的催化剂被广泛的应用。金属纳米颗粒因表面能大容易聚集，并且利用后难以有效回收，是业界必须面对又一关键问题。
还原氧化石墨烯/四氧化三铁(rGO/Fe3O4)纳米复合物是一种新型的磁性纳米材料，集Fe3O4 和rGO的优点于一体，具备高比表面积、高稳定性、超顺磁性等优越的机械、电、热、光学特性，充分展现其在理论研究以及实际应用方面的价值和潜力。将银纳米颗粒负载于rGO/Fe3O4制备新型结构催化材料成为解决上述问题的重要途径。但如何通过温和条件下，无需其他还原剂和分散剂，绿色安全地组装含有石墨烯、Fe3O4和Ag NPs不同功能的高分散性、磁分离层级结构材料仍面临很大的挑战。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银（即rGO/Fe3O4/Ag NPs）层级结构材料及其制备方法。
同时，本发明还提供了上述高分散性、磁分离rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料的应用。
一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料的制备方法，包括如下步骤：
1）将亚铁盐水溶液与氧化石墨烯水分散液混合，搅拌均匀后，逐滴加入氨水，调节体系pH处于7~14内，形成第一溶液；
2）将硝酸银溶于去离子水形成AgNO3溶液，逐滴加入氨水，配制银氨溶液，然后加入到步骤1）的第一溶液中，混合均匀，在60～100℃反应3～12 h，反应体系冷却至室温，抽滤，滤渣用去离子水洗涤，真空干燥，得到高分散性磁分离rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料。
步骤1）中，所述亚铁盐水溶液与氧化石墨浠水分散液混合体积比为（5～20）：（4～20）。
步骤1）中，所述亚铁盐水溶液浓度为0.005～0.4 mol/L；所述的亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁和硝酸亚铁中的至少一种。
步骤1）中，所述氧化石墨烯水分散液浓度为1～5 mg/mL；氧化石墨烯通过Hummers法获得。
步骤1）中，所述氨水浓度为1～7mol/L。
步骤1）中，所述亚铁盐水溶液与氧化石墨烯水分散液均采用去离子水配制。
步骤2）中，所述AgNO3溶液浓度为0.03～0.60 mol/L。
步骤1）中亚铁盐水溶液与步骤2）中银氨溶液体积比为（1～8）：（2～8）。
本发明还提供了一种由上述制备方法制备得到的高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料，即高分散性磁分离rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料，其中Fe3O4-Ag复合纳米粒子均匀沉积在石墨烯表面，石墨烯中的氧原子与Fe3O4-Ag通过配位键结合；材料比表面积为78～118m2/g，其粒径20～40 nm。
一种如上所述的高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料的应用：可用于有机染料还原降解领域。
本发明制备方法，通过调整工艺条件，实现结构的可控，达到高效分离催化的特性，并且制备方法简单可控。借助还原氧化石墨烯作为载体负载银纳米颗粒，提高纳米颗粒的分散性，防止纳米颗粒间的团聚；同时借助Fe3O4超顺磁性，赋予层状结构材料可磁性回收能力。一步法引入多种纳米粒子，低温反应，反应条件温和，且不使用任何还原剂及分散剂，不引入杂质，实现多种功能纳米粒子在在石墨烯表面的组装，绿色环保，无需超声、震荡等特殊混合设备，适合规模化工业生产。制备得到的rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料有效的解决了石墨烯片层间堆集，具有高分散性、高催化活性和可磁场辅助分离等优异性能。
附图说明
图1为实施例1中层级结构材料的SEM；
图2为实施例1中层级结构材料中Ag的XPS图谱；
图3为实施例1中层级结构材料中Fe的XPS图谱。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料的制备方法，步骤如下：
1）将9 ml 氧化石墨烯（2 mg/mL）水分散液与8 mlFeCl2（0.125 mol/L）水溶液混合，搅拌均匀后，逐滴加入氨水（5 mol/L），调节体系pH为11，形成第一溶液；
2）将硝酸银溶于去离子水形成0.33 mol/L的 AgNO3溶液2 ml，逐滴加入氨水，配制银氨溶液，然后加入到步骤1）的第一溶液中，混合均匀倒入反应瓶，在90℃条件下反应6h，待反应体系冷却至室温，抽滤，滤渣用去离子水洗涤，真空干燥，得到高分散性磁分离rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料。
实施例1中高分散性磁分离rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料， Fe3O4-Ag复合纳米粒子均匀沉积在石墨烯表面，石墨烯中的氧原子与Fe3O4-Ag通过配位键结合；材料比表面积为98.72m2/g，其粒径30±5nm。
实施例2
一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料的制备方法，步骤如下：
1）将9 ml 氧化石墨烯（4 mg/mL）水分散液与8 mlFeCl2（0.25 mol/L）水溶液混合，搅拌均匀后，逐滴加入氨水（5 mol/L），调节体系pH为11，形成第一溶液；
2）将硝酸银溶于去离子水形成0.66 mol/L的 AgNO3溶液2 ml，逐滴加入氨水，配制银氨溶液，然后加入到步骤1）的第一溶液中，混合均匀倒入反应瓶，在60℃条件下反应10h，待反应体系冷却至室温，抽滤，滤渣用去离子水洗涤，真空干燥，得到高分散性磁分离rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料。
实施例2中高分散性磁分离rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料， Fe3O4-Ag复合纳米粒子均匀沉积在石墨烯表面，石墨烯中的氧原子与Fe3O4-Ag通过配位键结合；材料比表面积为80.58m2/g，其粒径35±5nm。
实施例3
一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料的制备方法，步骤如下：
1）将9 ml氧化石墨烯（2 mg/mL）水分散液与8 ml FeSO4（0.125 mol/L）水溶液混合，搅拌均匀后，逐滴加入氨水（5 mol/L），调节体系pH为11，形成第一溶液；
2）将硝酸银溶于去离子水形成0.33 mol/L的 AgNO3溶液2 ml，逐滴加入氨水，配制银氨溶液，然后加入到步骤1）的第一溶液中，混合均匀倒入反应瓶，在90℃条件下反应6 h，待反应体系冷却至室温，抽滤，滤渣用去离子水洗涤，真空干燥，得到高分散性磁分离rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料。
实施例3中高分散性磁分离rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料， Fe3O4-Ag复合纳米粒子均匀沉积在石墨烯表面，石墨烯中的氧原子与Fe3O4-Ag通过配位键结合；材料比表面积101.34m2/g，其粒径28±8nm。
实施例4
一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料的制备方法，步骤如下：
1）将9 ml 氧化石墨烯（2 mg/mL）水分散液与8 ml Fe（NO3）2（0.3 mol/L）水溶液混合，搅拌均匀后，逐滴加入氨水（5 mol/L），调节体系pH为11，形成第一溶液；
2）将硝酸银溶于去离子水形成0.50mol/L的 AgNO3溶液2 ml，逐滴加入氨水，配制银氨溶液，然后加入到步骤1）的第一溶液中，混合均匀倒入反应瓶，在90℃条件下反应6 h，待反应体系冷却至室温，抽滤，滤渣用去离子水洗涤，真空干燥，得到高分散性磁分离rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料。
实施例4中高分散性磁分离rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料， Fe3O4-Ag复合纳米粒子均匀沉积在石墨烯表面，石墨烯中的氧原子与Fe3O4-Ag通过配位键结合；材料比表面积为117.56m2/g，其粒径26±10 nm。
对比例1
1）将9 ml 氧化石墨烯（2mg/mL）水分散液与 8 mlFeCl2（0.125 mol/L）水溶液混合搅拌均匀后，逐滴加入氨水（5mol/L），调节体系pH为11，形成第一溶液，在90℃条件下反应6h，抽滤洗涤得到rGO/Fe3O4材料；
2）2mlAgNO3水溶液（0.33 mol/L），逐滴加入氨水，配置银氨溶液；将配置的银氨溶液加入到rGO/Fe3O4水分散液 （8 mL， 20 mg/mL），混合均匀，在90℃条件下反应6 h，待反应体系冷却至室温，用去离子水抽滤洗涤；无Ag纳米颗粒沉积在rGO/Fe3O4材料， 两步法无法得到相应层级结构材料。
对比例2
1）将9 ml GO（2mg/mL）分散液与 8 mlFeCl2（0.125 mol/L）溶液与混合搅拌后，逐滴加入氨水（5mol/L），调节体系pH为11，形成第一溶液，在90℃条件下反应6 h，抽滤洗涤得到rGO/Fe3O4材料；
2）2mlAgNO3水溶液（0.33 mol/L），逐滴加入氨水，配置银氨溶液；将配置的银氨溶液加入到rGO/Fe3O4分散液，加入2 mL 抗坏血酸溶液 （30 mg/mL），混合均匀，在90℃条件下反应6 h，待反应体系冷却至室温，用去离子水抽滤洗涤；得到rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料，两步法需外加还原剂得到相应的层级结构材料。
对比例2中rGO/Fe3O4/Ag NPs层级结构材料，材料比表面积为56.74m2/g，其粒径50±10nm。
对比例3
2mlAgNO3水溶液（0.33 mol/L），逐滴加入氨水，配置银氨溶液，与9 ml GO（2mg/mL）水分散液混合搅拌后，逐滴加入氨水（5mol/L），调节体系pH为11，形成第一溶液，在90℃条件下反应6 h，抽滤洗涤，无法得到得到rGO/AgNPs材料。
应用实施例5
本发明（实施例1）产品应用在硼氢化钠溶液条件下催化还原对硝基苯酚反应测试结果见表1，其中硼氢化钠溶液体积为35mL，浓度10mmol/L ；对硝基苯酚溶液体积为5mL，浓度为0.4mmol/L。
表1硼氢化钠溶液条件下催化还原对硝基苯酚性能
。
Claims (10)
1.一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将亚铁盐水溶液与氧化石墨烯水分散液混合，搅拌均匀后，逐滴加入氨水，调节体系pH处于7~14内，形成第一溶液；
2）将硝酸银溶于去离子水形成AgNO3溶液，逐滴加入氨水，配制银氨溶液，然后加入到步骤1）的第一溶液中，混合均匀，在60～100℃反应3～12 h，反应体系冷却至室温，抽滤，滤渣用去离子水洗涤，真空干燥，得到高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述亚铁盐水溶液与氧化石墨浠水分散液混合体积比为（5～20）：（4～20）。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述亚铁盐水溶液浓度为0.005～0.4 mol/L；所述的亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁和硝酸亚铁中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述氧化石墨烯水分散液浓度为1～5 mg/mL；氧化石墨烯通过Hummers法获得。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述氨水浓度为1～7mol/L。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述亚铁盐水溶液与氧化石墨烯水分散液均采用去离子水配制。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2）中，所述AgNO3溶液浓度为0.03～0.60 mol/L。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中亚铁盐水溶液与步骤2）中银氨溶液体积比为（1～8）：（2～8）。
9.一种权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料，其特征在于：Fe3O4-Ag复合纳米粒子均匀沉积在石墨烯表面，石墨烯中的氧原子与Fe3O4-Ag通过配位键结合；材料比表面积为78～118m2/g，其粒径20～40 nm。
10.一种权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料的应用，其特征在于：可用于有机染料还原降解领域。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710203188.3A CN106964365B (zh) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | 一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料、制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710203188.3A CN106964365B (zh) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | 一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料、制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106964365A true CN106964365A (zh) | 2017-07-21 |
| CN106964365B CN106964365B (zh) | 2019-06-11 |
Family
ID=59336625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710203188.3A Expired - Fee Related CN106964365B (zh) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | 一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料、制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106964365B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108435205A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-08-24 | 济南大学 | 石墨烯负载Ag-Au@Fe3O4的制备方法 |
| CN112753698A (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-07 | 北京石墨烯研究院 | 纳米金属-还原氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102921422A (zh) * | 2012-11-06 | 2013-02-13 | 常州大学 | 磁性纳米Cu-Fe3O4/石墨烯复合催化剂的制备及其在还原硝基化合物中的应用 |
| CN103074619A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-05-01 | 上海应用技术学院 | 一种氧化石墨烯-银复合粒子及其制备方法 |
| CN104707991A (zh) * | 2013-12-13 | 2015-06-17 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 磁性氧化石墨烯纳米银复合材料及制备和应用 |
| CN105833834A (zh) * | 2016-05-13 | 2016-08-10 | 上海应用技术学院 | 还原石墨烯/四氧化三铁/贵金属纳米复合材料、制备方法及其应用 |
| WO2016172755A1 (en) * | 2015-04-28 | 2016-11-03 | Monash University | Non-covalent magnetic graphene oxide composite material and method of production thereof |
-
2017
- 2017-03-30 CN CN201710203188.3A patent/CN106964365B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102921422A (zh) * | 2012-11-06 | 2013-02-13 | 常州大学 | 磁性纳米Cu-Fe3O4/石墨烯复合催化剂的制备及其在还原硝基化合物中的应用 |
| CN103074619A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-05-01 | 上海应用技术学院 | 一种氧化石墨烯-银复合粒子及其制备方法 |
| CN104707991A (zh) * | 2013-12-13 | 2015-06-17 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 磁性氧化石墨烯纳米银复合材料及制备和应用 |
| WO2016172755A1 (en) * | 2015-04-28 | 2016-11-03 | Monash University | Non-covalent magnetic graphene oxide composite material and method of production thereof |
| CN105833834A (zh) * | 2016-05-13 | 2016-08-10 | 上海应用技术学院 | 还原石墨烯/四氧化三铁/贵金属纳米复合材料、制备方法及其应用 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108435205A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-08-24 | 济南大学 | 石墨烯负载Ag-Au@Fe3O4的制备方法 |
| CN112753698A (zh) * | 2019-11-05 | 2021-05-07 | 北京石墨烯研究院 | 纳米金属-还原氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106964365B (zh) | 2019-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Besharat et al. | Graphene-based (nano) catalysts for the reduction of Cr (VI): A review | |
| CN107961764B (zh) | 一种羧甲基-β-环糊精功能化磁性介孔硅微球的制备方法 | |
| Donga et al. | Advances in graphene-based magnetic and graphene-based/TiO2 nanoparticles in the removal of heavy metals and organic pollutants from industrial wastewater | |
| CN111718719B (zh) | 一种硫化纳米零价铁-酸活化蒙脱石复合材料及其制备方法与应用 | |
| Yan et al. | Construction of 3D/2D ZnFe2O4/g-C3N4 S-scheme heterojunction for efficient photo-Fenton degradation of tetracycline hydrochloride | |
| Wang et al. | Preparation of air-stable magnetic g-C3N4@ Fe0-graphene composite by new reduction method for simultaneous and synergistic conversion of organic dyes and heavy metal ions in aqueous solution | |
| CN105457597B (zh) | 一种石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料及其制备方法与应用 | |
| Liu et al. | Magnetic nanocomposite adsorbents | |
| CN112275263B (zh) | 一种核壳结构磁性介孔聚多巴胺复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN104759635B (zh) | 一种负载型纳米零价铁复合材料的制备方法 | |
| Zhang et al. | Adsorption and heterogeneous Fenton catalytic performance for magnetic Fe 3 O 4/reduced graphene oxide aerogel | |
| Qi et al. | Progress in antimony capturing by superior materials: Mechanisms, properties and perspectives | |
| Jiang et al. | Cauliflower-like CuI nanostructures: green synthesis and applications as catalyst and adsorbent | |
| CN110280308A (zh) | 一种酒石酸钠改性铜钴铁类水滑石负载碳量子点纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN104826599A (zh) | 磁性复合有机膨润土的制备方法 | |
| CN103055896A (zh) | 一种磁性可回收石墨烯基贵金属复合纳米片催化剂、制备方法及应用 | |
| CN106964365B (zh) | 一种高分散性磁分离还原氧化石墨烯/四氧化三铁/纳米银层级结构材料、制备方法和应用 | |
| CN111018037B (zh) | 一种基于聚丙烯腈纳米薄膜复合物的去除水中重金属汞离子的方法 | |
| CN109821508A (zh) | 竹荪负载硫化纳米零价铁的制备方法和应用 | |
| CN104353437A (zh) | 一种核壳磁性聚间苯二胺纳米粒子及其制备和应用 | |
| Pattappan et al. | Titanium-Based Metal-Organic Framework/TiO 2 Composite for Degradation of Dyes Under Solar Light Irradiation | |
| Gong et al. | Sodium alginate microspheres interspersed with modified lignin and bentonite (SA/ML-BT) as a green and highly effective adsorbent for batch and fixed-bed column adsorption of Hg (II) | |
| Nath et al. | Novel synthetic approach of 2D-metal–organic frameworks (MOF) for wastewater treatment | |
| Li et al. | Green water-etching synthesized La-MIL-101 (Fe)-NH2@ SiO2 yolk-shell nanocomposites with superior pH stability for efficient and selective phosphorus recovery | |
| Yang et al. | Fabrication of 3D hierarchical networks adsorbent immobilized MoS2 for adsorption of Ag (I) from aqueous solution |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190611 Termination date: 20210330 |