一种石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法，结合了导电聚合物聚苯胺、铁氧体以及石墨烯材料。在制备时，先采用自蔓延燃烧法制备出镍锌铁氧体磁性基体，再以石墨烯为掺杂剂，采用原位聚合法制备出石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒，最后再高温碳化和还原处理，得到碳包覆石墨烯/镍锌铁氧体纳米介孔材料。本发明制备的石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料既可用于电磁吸波材料，又可以用作环境吸附材料，用于吸附环境中如重金属、POPs等污染物，在军事隐身材料、电磁屏蔽材料及环境吸附材料领域有重要的应用价值。
【专利说明】一种石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明为一种石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法，属于电磁屏蔽材料、吸波隐身材料及环境吸附材料领域。
【背景技术】
[0002]随着雷达探测技术的迅猛发展，世界各国的军事防御体系及飞行器被敌方探测、跟踪和攻击的概率也随之提升。为军事目标在战场上的生存、防御以及攻击能力，吸波隐身材料也成为了军事技术的研究热点。而随着当代电子信息技术的发展和电子产品的不断普及，电磁波辐射在满足人们生活需求的同时，也造成了电磁污染、电磁干扰等棘手问题，妨碍了电子信息工业的稳定发展。电磁屏蔽材料的研发，是解决电磁辐射污染的有效方案之一。传统的吸波材料有铁氧体、石墨、导电高分子聚合物及陶瓷类和复合材料等材料，其主要缺点有密度大，吸波频带窄等缺点，难以满足现代战场条件下先进武器装备隐身和电子设备正常运转的要求和不能良好的满足吸波材料“薄、轻、宽、强”等要求。
【发明内容】
[0003]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法，结合了传统的导电聚合物聚苯胺、铁氧体以及石墨烯材料。在制备时，先采用自蔓延燃烧法制备出镍锌铁氧体磁性基体，再以石墨烯为掺杂剂，采用原位聚合法制备出石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒，最后再高温还原碳化上述磁性纳米颗粒，得到碳包覆石墨烯/镍锌铁氧体纳米介孔材料。
[0004]一种石墨烯掺杂聚苯`胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法，具体步骤如下:
(I)自蔓延燃烧法制备Nitl.6Zn0.4Fe204磁性纳米颗粒
称取 0.03mol Ni (NO3)2.6Η20，0.02mol Zn (NO3) 2.6H20 和 0.1molFe (NO3)3.9H20 溶于装有100ml去离子水的三口烧瓶中，超声分散，混合，再加入柠檬酸0.lmol，用氨水调节PH=7.0，快搅拌5min，将混合物转至65_75°C水浴中微波振荡直至棕红色透明溶胶的出现，再将溶胶转移至恒温干燥箱中75-85°C干燥至形成干凝胶，滴加l_3ml无水乙醇至干凝胶上，将干凝胶置于空气中点燃，即可发生自蔓延燃烧生成棕褐色Nia6Zna4Fe2O4粉末，最后将所得到的粉末放入马弗炉中550-650°C煅烧5h，冷却至室温，碾磨即得粉末状Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒。
[0005](2)石墨烯的制备
称取2g石墨置于250ml烧杯中，加入IOml浓硝酸，5ml浓硫酸,再加入5g高猛酸钾，超声分散IOmin,用去离子水洗三次,加入5ml浓氨水并超声分散IOmin,离心洗漆2次后，再加入IOml过氧化氢溶液并超声分散IOmin,离心洗漆2次,加入5ml浓盐酸并超声分散IOmin,洗漆两次,再加入IOml无水乙醇并超声分散IOmin,抽滤洗漆三次,90_110°C干燥即
制备得石墨烯。
[0006](3)原位聚合法制备石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒
称取Ig的上述制备的Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒加入到20 mL lmol/L HCl溶液中，加入石墨烯后超声分散IOmin,再加入2 mL苯胺单体,石墨烯与苯胺单体的质量比为1: 0.5-1.5,机械搅拌IOmin形成A液,另取一烧杯,称取5g过硫酸铵溶解于80 mL lmol/LHCl溶液中形成B液，边冰浴边搅拌，边将B液逐滴加入到A液中，搅拌11-13 h后，磁性分离沉淀物，并用去离子水抽滤洗涤和无水乙醇抽滤洗涤各三次，将黑绿色固体至于75-85°C下干燥22-26h后即制备得石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒。
[0007](4)石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备
称取Ig上述制备的石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒置于高温碳化还原装置中，称取2g高锰酸钾置于刚玉坩埚与陶瓷坩埚之间，将整个高温还原装置置于马弗炉中高温煅烧，加温曲线如下:从室温升到900°C并恒温4h，爬坡速率为10°C /min，待马弗炉冷却至室温时，再磁性分离样品，即制备得石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料。
[0008]上述高温还原碳化装置，由刚玉坩埚盖、炭饼、陶瓷坩埚、高锰酸钾、刚玉坩埚组成；陶瓷坩埚套在刚玉坩埚里面，刚玉坩埚由刚玉坩埚盖盖住密封，陶瓷坩埚由炭饼盖着，在陶瓷坩埚和刚玉坩埚之间均匀铺有高锰酸钾。
[0009]各个部件的典型尺寸如下:
刚玉坩埚:刚玉坩埚由三氧化二铝煅烧制成外径为6 cm，外径为5 cm，高8 cm，底厚I cm的中空圆柱体状刚玉坩埚。
[0010]刚玉坩埚盖:刚玉坩埚盖由三氧化二铝煅烧制成直径为6 cm，高0.8 c m的圆柱状刚玉坩埚盖，用于盖住刚玉坩埚，阻止刚玉坩埚腔内的气体溢出。此刚玉坩埚盖亦可用陶瓷坩埚代替。
[0011]陶瓷坩埚:陶瓷坩埚为内径为3.65c m，外径4.2 c m的普通陶瓷坩埚，用于盛放需要处理的材料。
[0012]炭饼:炭饼由活性炭粉末压制成直径为4.7 cm,高0.8 c m的圆柱体状炭饼，用以提供还原剂。炭饼表面粗糙，盖在陶瓷坩埚上时可让刚玉坩埚内的气体进入陶瓷坩埚内部，与材料发生氧化还原反应。
[0013]高锰酸钾:依据需要处理的材料的性质和质量不同，平铺在刚玉坩埚底部的高锰酸钾的质量也不一样。
[0014]碳系材料如炭黑、石墨、碳纳米管和碳纤维一直是电磁屏蔽与吸波材料研究的重要内容，已经有了相当广泛的研究。石墨烯与传统的吸波材料相比，具有以下独特的物理化学性质:(1)石墨烯是由碳原子组成的六角形二维材料，仅有一个碳原子的厚度；(2)导热系数达5300W/m.k，高于碳纳米管和金刚石；(3)石墨烯的电阻率达10-6Ω.cm，为目前电阻率最小的材料之一；(4)石墨烯为目前世界上最薄和最坚硬的纳米材料；(5)常温下石墨烯电子迁移率超过15000cm2/V*s，超过碳纳米管的电子迁移率。因而石墨烯成为了研究电磁吸波材料的热点。
[0015]铁氧体为一种双复介质的传统吸波材料，对电磁波同时存在磁损耗和介电损耗两种作用，因而具有良好的吸波性能。铁氧体吸波材料具有吸收频段高、吸收率高、匹配厚度薄等优点，特别是M性铁氧体因其有较高的磁晶各向异性而收到了众多研究学者的青睐。
[0016]聚苯胺是一种导电聚合物，因其具有良好的导电性和环境稳定性而引起了各个领域的广泛关注。导电聚合物聚苯胺具有大的共轭η键，通过不同的方法对共轭链进行掺杂即可使聚苯胺在室温下的电导率介于绝缘体、半导体和金属的电导率之间，从而表现出优良的物理化学特性。
[0017]本发明制备的石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料具有优良的性能，良好的尺寸，较高的电导率和在l-20Hz范围内的最大吸波，有重要的应用价值，可用于电磁吸波材料，又可以用作环境吸附材料，用于吸附环境中如重金属、POPs等污染物。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明的结构示意图。
[0019]附图标记说明:刚玉坩埚盖1、炭饼2、陶瓷坩埚3、高锰酸钾4、刚玉坩埚5。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:
一种石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法，具体步骤如下:
(I)自蔓延燃烧法制备Nitl.6Zn0.4Fe204磁性纳米颗粒
称取 0.03mol Ni (NO3)2.6Η20，0.02mol Zn (NO3) 2.6H20 和 0.1molFe (NO3)3.9H20 溶于装有100ml去离子水的三口烧瓶中，超声分散，混合，再加入柠檬酸0.lmol，用氨水调节PH=7.0，快搅拌5min，将混合物转至65°C水浴中微波振荡直至棕红色透明溶胶的出现，再将溶胶转移至恒温干燥箱中75°C干燥至形成干凝胶，滴加Iml无水乙醇至干凝胶上，将干凝胶置于空气中点燃，即可发生自蔓延燃烧生成棕褐色Nia6Zna4Fe2O4粉末，最后将所得到的粉末放入马弗炉中550°C煅烧5h，冷却至室温，碾磨即得粉末状Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒。
[0021](2)石墨烯的制备
称取2g石墨置于250ml烧杯中，加入IOml浓硝酸，5ml浓硫酸,再加入5g高猛酸钾，超声分散IOmin,用去离子水洗三次,加入5ml浓氨水并超声分散IOmin,离心洗漆2次后，再加入IOml过氧化氢溶液并超声分散IOmin,离心洗漆2次,加入5ml浓盐酸并超声分散IOmin,洗漆两次,再加入IOml无水乙醇并超声分散IOmin,抽滤洗漆三次,90°C干燥即制备得石墨稀。
[0022](3)原位聚合法制备石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒
称取Ig的上述制备的Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒加入到20 mL lmol/L HCl溶液中，加入石墨烯后超声分散IOmin,再加入2 mL苯胺单体,石墨烯与苯胺单体的质量比为1: 0.5,机械搅拌IOmin形成A液,另取一烧杯,称取5g过硫酸铵溶解于80 mL lmol/L HCl溶液中形成B液，边冰浴边搅拌，边将B液逐滴加入到A液中，搅拌IIh后，磁性分离沉淀物，并用去离子水抽滤洗涤和无水乙醇抽滤洗涤各三次，将黑绿色固体至于75°C下干燥22h后即制备得石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒。
[0023](4)石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备称取Ig上述制备的石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒置于高温碳化还原装置中，称取2g高锰酸钾置于刚玉坩埚与陶瓷坩埚之间，将整个高温还原装置置于马弗炉中高温煅烧，加温曲线如下:从室温升到900°C并恒温4h，爬坡速率为10°C /min，待马弗炉冷却至室温时，再磁性分离样品，即制备得石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料。
[0024]实施例2:
一种石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法，具体步骤如下:
(1)自蔓延燃烧法制备Nitl.6Zn0.4Fe204磁性纳米颗粒
称取 0.03mol Ni (NO3)2.6Η20，0.02mol Zn (NO3) 2.6H20 和 0.1molFe (NO3)3.9H20 溶于装有100ml去离子水的三口烧瓶中，超声分散，混合，再加入柠檬酸0.lmol，用氨水调节PH=7.0，快搅拌5min，将混合物转至70°C水浴中微波振荡直至棕红色透明溶胶的出现，再将溶胶转移至恒温干燥箱中80°C干燥至形成干凝胶，滴加2ml无水乙醇至干凝胶上，将干凝胶置于空气中点燃，即可发生自蔓延燃烧生成棕褐色Nia6Zna4Fe2O4粉末，最后将所得到的粉末放入马弗炉中600°C煅烧5h，冷却至室温，碾磨即得粉末状Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒。
[0025](2)石墨烯的制备
称取2g石墨置于250ml烧杯中，加入IOml浓硝酸，5ml浓硫酸,再加入5g高猛酸钾，超声分散IOmin,用去离子水洗三次,加入5ml浓氨水并超声分散IOmin,离心洗漆2次后，再加入IOml过氧化氢溶液并超声分散IOmin,离心洗漆2次,加入5ml浓盐酸并超声分散IOmin,洗漆两次,再加入IOml无水乙醇并超声分散IOmin,抽滤洗漆三次，100°C干燥即制备得石墨烯。
[0026](3)原位聚合法制备石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒
称取Ig的上述制备的Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒加入到20 mL lmol/L HCl溶液中，加入石墨烯后超声分散IOmin,再加入2 mL苯胺单体,石墨烯与苯胺单体的质量比为1:1,机械搅拌IOmin形成A液,另取一烧杯,称取5g过硫酸铵溶解于80 mL lmol/L HCl溶液中形成B液，边冰浴边搅拌，边将B液逐滴加入到A液中，搅拌12 h后，磁性分离沉淀物，并用去离子水抽滤洗涤和无水乙醇抽滤洗涤各三次，将黑绿色固体至于80°C下干燥24h后即制备得石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒。
[0027](4)石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备
称取Ig上述制备的石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒置于高温碳化还原装置中，称取2g高锰酸钾置于刚玉坩埚与陶瓷坩埚之间，将整个高温还原装置置于马弗炉中高温煅烧，加温曲线如下:从室温升到900°C并恒温4h，爬坡速率为10°C /min，待马弗炉冷却至室温时，再磁性分离样品，即制备得石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料。
[0028]实施例3:
一种石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法，具体步骤如下:
(I)自蔓延燃烧法制备Nitl.6Zn0.4Fe204磁性纳米颗粒
称取 0.03mol Ni (NO3)2.6Η20，0.02mol Zn (NO3) 2.6H20 和 0.1molFe (NO3)3.9H20 溶于装有100ml去离子水的三口烧瓶中，超声分散，混合，再加入柠檬酸0.lmol，用氨水调节PH=7.0，快搅拌5min，将混合物转至75°C水浴中微波振荡直至棕红色透明溶胶的出现，再将溶胶转移至恒温干燥箱中85°C干燥至形成干凝胶，滴加3ml无水乙醇至干凝胶上，将干凝胶置于空气中点燃，即可发生自蔓延燃烧生成棕褐色Nia6Zna4Fe2O4粉末，最后将所得到的粉末放入马弗炉中650°C煅烧5h，冷却至室温，碾磨即得粉末状Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒。
[0029](2)石墨烯的制备
称取2g石墨置于250ml烧杯中，加入IOml浓硝酸，5ml浓硫酸,再加入5g高猛酸钾，超声分散IOmin,用去离子水洗三次,加入5ml浓氨水并超声分散IOmin,离心洗漆2次后，再加入IOml过氧化氢溶液并超声分散IOmin,离心洗漆2次,加入5ml浓盐酸并超声分散IOmin,洗漆两次,再加入IOml无水乙醇并超声分散IOmin,抽滤洗漆三次，110°C干燥即制备得石墨烯。
[0030](3)原位聚合法制备石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒
称取Ig的上述制备的Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒加入到20 mL lmol/L HCl溶液中，加入石墨烯后超声分散IOmin,再加入2 mL苯胺单体,石墨烯与苯胺单体的质量比为I: 1.5,机械搅拌IOmin形成A液,另取一烧杯,称取5g过硫酸铵溶解于80 mL lmol/L HCl溶液中形成B液，边冰浴边搅拌，边将B液逐滴加入到A液中，搅拌13 h后，磁性分离沉淀物，并用去离子水抽滤洗涤和无水乙醇抽滤洗涤各三次，将黑绿色固体至于85°C下干燥26h后即制备得石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒。
[0031](4)石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备
称取Ig上述制备的石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒置于高温碳化还原装置中，称取2g高锰酸钾置于刚玉坩埚与陶瓷坩埚之间，将整个高温还原装置置于马弗炉中高温煅烧，加温曲线如下:`从室温升到900°C并恒温4h，爬坡速率为10°C /min，待马弗炉冷却至室温时，再磁性分离样品，即制备得石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料。
[0032]实施例4:
一种石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法，具体步骤如下:
(I)自蔓延燃烧法制备Nitl.6Zn0.4Fe204磁性纳米颗粒
称取 0.03mol Ni (NO3)2.6Η20，0.02mol Zn (NO3) 2.6H20 和 0.1molFe (NO3)3.9H20 溶于装有100ml去离子水的三口烧瓶中，超声分散，混合，再加入柠檬酸0.lmol，用氨水调节PH=7.0，快搅拌5min，将混合物转至60°C水浴中微波振荡直至棕红色透明溶胶的出现，再将溶胶转移至恒温干燥箱中70°C干燥至形成干凝胶，滴加Iml无水乙醇至干凝胶上，将干凝胶置于空气中点燃，即可发生自蔓延燃烧生成棕褐色Nia6Zna4Fe2O4粉末，最后将所得到的粉末放入马弗炉中500°C煅烧5h，冷却至室温，碾磨即得粉末状Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒。
[0033](2)石墨烯的制备
称取2g石墨置于250ml烧杯中，加入IOml浓硝酸，5ml浓硫酸,再加入5g高猛酸钾，超声分散IOmin,用去离子水洗三次,加入5ml浓氨水并超声分散IOmin,离心洗漆2次后，再加入IOml过氧化氢溶液并超声分散IOmin,离心洗漆2次,加入5ml浓盐酸并超声分散IOmin,洗漆两次,再加入IOml无水乙醇并超声分散IOmin,抽滤洗漆三次,85°C干燥即制备得石墨稀。
[0034](3)原位聚合法制备石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒
称取Ig的上述制备的Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒加入到20 mL lmol/L HCl溶液中，加入石墨烯后超声分散IOmin,再加入2 mL苯胺单体,石墨烯与苯胺单体的质量比为1: 0.4,机械搅拌IOmin形成A液,另取一烧杯,称取5g过硫酸铵溶解于80 mL lmol/L HCl溶液中形成B液，边冰浴边搅拌，边将B液逐滴加入到A液中，搅拌10 h后，磁性分离沉淀物，并用去离子水抽滤洗涤和无水乙醇抽滤洗涤各三次，将黑绿色固体至于70°C下干燥20h后即制备得石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒。
[0035](4)石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备
称取Ig上述制备的石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒置于高温碳化还原装置中，称取2g高锰酸钾置于刚玉坩埚与陶瓷坩埚之间，将整个高温还原装置置于马弗炉中高温煅烧，加温曲线如下:从室温升到900°C并恒温4h，爬坡速率为10°C /min，待马弗炉冷却至室温时，再磁性分离样品，即制备得石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料。
[0036]实施例5:
一种石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法，具体步骤如下:
(I)自蔓延燃烧法制备Nitl.6Zn0.4Fe204磁性纳米颗粒
称取 0.03mol Ni (NO3)2.6Η20，0.02mol Zn (NO3) 2.6H20 和 0.1molFe (NO3)3.9H20 溶于装有100ml去离子水的三口烧瓶中，超声分散，混合，再加入柠檬酸0.lmol，用氨水调节PH=7.0，快搅拌5min，将混合物转至80°C水浴中微波振荡直至棕红色透明溶胶的出现，再将溶胶转移至恒温干燥箱中90°C干燥至形成干凝胶，滴加4ml无水乙醇至干凝胶上，将干凝胶置于空气中点燃，即可发生自蔓延燃烧生成棕褐色Nia6Zna4Fe2O4粉末，最后将所得到的粉末放入马弗炉中700°C煅烧5h，冷却至室温，碾磨即得粉末状Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒。
[0037](2)石墨烯的制备
称取2g石墨置于250ml烧杯中，加入IOml浓硝酸，5ml浓硫酸,再加入5g高猛酸钾，超声分散IOmin,用去离子水洗三次,加入5ml浓氨水并超声分散IOmin,离心洗漆2次后，再加入IOml过氧化氢溶液并超声分散IOmin,离心洗漆2次,加入5ml浓盐酸并超声分散IOmin,洗漆两次,再加入IOml无水乙醇并超声分散IOmin,抽滤洗漆三次，120°C干燥即制备得石墨烯。
[0038](3)原位聚合法制备石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒
称取Ig的上述制备的Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒加入到20 mL lmol/L HCl溶液中，加入石墨烯后超声分散IOmin,再加入2 mL苯胺单体,石墨烯与苯胺单体的质量比为
1: 1.6,机械搅拌IOmin形成A液,另取一烧杯,称取5g过硫酸铵溶解于80 mL lmol/L HCl溶液中形成B液，边冰浴边搅拌，边将B液逐滴加入到A液中，搅拌15 h后，磁性分离沉淀物，并用去离子水抽滤洗涤和无水乙醇抽滤洗涤各三次，将黑绿色固体至于90°C下干燥28h后即制备得石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒。
[0039](4)石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备
称取Ig上述制备的石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒置于高温碳化还原装置中，称取2g高锰酸钾置于刚玉坩埚与陶瓷坩埚之间，将整个高温还原装置置于马弗炉中高温煅烧，加温曲线如下:从室温升到900°C并恒温4h，爬坡速率为10°C /min，待马弗炉冷却至室温时，再磁性分离样品，即制备得石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料。
[0040]各个实施例制得的石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料TEM测试结果如下表所示:___
【权利要求】
1.一种石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法，其特征为:具体步骤如下: (1)自蔓延燃烧法制备Ni0.6Zn0.4Fe204磁性纳米颗粒
称取 0.03mol Ni (NO3)2.6Η20，0.02mol Zn (NO3) 2.6H20 和 0.1molFe (NO3)3.9H20 溶于装有100ml去离子水的三口烧瓶中，超声分散，混合，再加入柠檬酸0.lmol，用氨水调节PH=7.0，快搅拌5min，将混合物转至65_75°C水浴中微波振荡直至棕红色透明溶胶的出现，再将溶胶转移至恒温干燥箱中75-85°C干燥至形成干凝胶，滴加l_3ml无水乙醇至干凝胶上，将干凝胶置于空气中点燃，即可发生自蔓延燃烧生成棕褐色Nia6Zna4Fe2O4粉末，最后将所得到的粉末放入马弗炉中550-650°C煅烧5h，冷却至室温，碾磨即得粉末状Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒； (2)石墨烯的制备 称取2g石墨置于250ml烧杯中，加入1Oml浓硝酸，5ml浓硫酸,再加入5g高猛酸钾，超声分散1Omin,用去离子水洗三次,加入5ml浓氨水并超声分散1Omin,离心洗漆2次后，再加入1Oml过氧化氢溶液并超声分散1Omin,离心洗漆2次,加入5ml浓盐酸并超声分散1Omin,洗漆两次,再加入1Oml无水乙醇并超声分散1Omin,抽滤洗漆三次,90_110°C干燥即制备得石墨烯； (3)原位聚合法制备石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒 称取1g的上述制备的Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒加入到20 mL lmol/L HCl溶液中，加入石墨烯后超声分散IOmin,再加入2 mL苯胺单体,石墨烯与苯胺单体的质量比为1: 0.5-1.5,机械搅拌IOmin形成A液,另取一烧杯,称取5g过硫酸铵溶解于80 mL lmol/LHCl溶液中形成B液，边冰浴边搅拌，边将B液逐滴加入到A液中，搅拌11-13 h后，磁性分离沉淀物，并用去离子水抽滤洗涤和无水乙醇抽滤洗涤各三次，将黑绿色固体至于75-85°C下干燥22-26h后即制备得石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒； (4)石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备 称取1g上述制备的石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒置于高温碳化还原装置中，称取2g高锰酸钾置于刚玉坩埚与陶瓷坩埚之间，将整个高温还原装置置于马弗炉中高温煅烧，加温曲线如下:从室温升到900°C并恒温4h，爬坡速率为10°C /min，待马弗炉冷却至室温时，再磁性分离样品，即制备得石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法，其特征为:具体步骤如下: (1)自蔓延燃烧法制备Ni0.6Zn0.4Fe204磁性纳米颗粒
称取 0.03mol Ni (NO3)2.6Η20，0.02mol Zn (NO3) 2.6H20 和 0.1molFe (NO3)3.9H20 溶于装有100ml去离子水的三口烧瓶中，超声分散，混合，再加入柠檬酸0.lmol，用氨水调节PH=7.0，快搅拌5min，将混合物转至70°C水浴中微波振荡直至棕红色透明溶胶的出现，再将溶胶转移至恒温干燥箱中80°C干燥至形成干凝胶，滴加2ml无水乙醇至干凝胶上，将干凝胶置于空气中点燃，即可发生自蔓延燃烧生成棕褐色Nia6Zna4Fe2O4粉末，最后将所得到的粉末放入马弗炉中600°C煅烧5h，冷却至室温，碾磨即得粉末状Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒；(2)石墨烯的制备 称取2g石墨置于250ml烧杯中，加入IOml浓硝酸，5ml浓硫酸,再加入5g高猛酸钾，超声分散IOmin,用去离子水洗三次,加入5ml浓氨水并超声分散IOmin,离心洗漆2次后，再加入IOml过氧化氢溶液并超声分散IOmin,离心洗漆2次,加入5ml浓盐酸并超声分散IOmin,洗漆两次,再加入IOml无水乙醇并超声分散IOmin,抽滤洗漆三次，100°C干燥即制备得石墨稀; (3)原位聚合法制备石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒 称取Ig的上述制备的Nia6Zna4Fe2O4磁性纳米颗粒加入到20 mL lmol/L HCl溶液中，加入石墨烯后超声分散IOmin,再加入2 mL苯胺单体,石墨烯与苯胺单体的质量比为1:1,机械搅拌IOmin形成A液,另取一烧杯,称取5g过硫酸铵溶解于80 mL lmol/L HCl溶液中形成B液，边冰浴边搅拌，边将B液逐滴加入到A液中，搅拌12 h后，磁性分离沉淀物，并用去离子水抽滤洗涤和无水乙醇抽滤洗涤各三次，将黑绿色固体至于80°C下干燥24h后即制备得石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒； (4)石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备 称取Ig上述制备的石墨烯掺杂聚苯胺包覆镍锌铁氧体磁性纳米颗粒置于高温碳化还原装置中，称取2g高锰酸钾置于刚玉坩埚与陶瓷坩埚之间，将整个高温还原装置置于马弗炉中高温煅烧，加温曲线如下:从室温升到900°C并恒温4h，爬坡速率为10°C /min，待马弗炉冷却至室温时，再磁性分离样品，即制备得石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料。
3.如权利要求1或2所述的种石墨烯掺杂聚苯胺基碳包覆镍锌铁氧体介孔材料的制备方法，其特征为:由刚玉坩埚盖(I)、炭饼(2)、陶瓷坩埚(3)、高锰酸钾(4)、刚玉坩埚(5)组成；陶瓷坩埚(3)套在刚玉坩埚(5)里面，刚玉坩埚(5)由刚玉坩埚盖(I)盖住密封，陶瓷坩埚(3)由炭饼(2)盖着，在陶瓷坩埚(3)和刚玉坩埚(5)之间均匀铺有高锰酸钾(4)； 刚玉相埚(5)由三氧化二招煅烧制成外径为6 c m,外径为5 c m,高8 c m,底厚Icm的中空圆柱体状； 刚玉i甘埚盖(I)由三氧化二招煅烧制成直径为6 c m,高0.8 c m的圆柱状； 陶瓷i甘祸(3)为内径为3.65c m,外径4.2 cm; 炭饼(2)由活性炭粉末压制成直径为4.7 c m，高0.8 c m的圆柱体状，表面粗糙。
【文档编号】C04B35/628GK103641488SQ201310636280
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】谢宇, 刘福明, 乐长高, 胡冬生, 汪月华, 潘建飞, 张凯 申请人:南昌航空大学, 东华理工大学