[发明专利]树枝状大分子功能化石墨烯负载贵金属纳米催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种树枝状大分子功能化石墨烯负载贵金属纳米催化剂，其特征是所述树枝状大分子为端氨基的聚酰胺-胺类树枝状大分子，其分子式通式如下所示：

其中，n为0-5的整数，RU为如下所示的支化的重复单元。

2.按照权利要求1所述的树枝状大分子功能化石墨烯负载贵金属纳米催化剂，其特征是所述树枝状大分子的分子式如下所示：

3.按照权利要求2所述的树枝状大分子功能化石墨烯负载贵金属纳米催化剂，其特征是所述树枝状大分子的分子式如下所示：

4.一种按照权利要求1所述树枝状大分子功能化石墨烯负载贵金属纳米催化剂的制备方法，其特征是所述制备方法包括以下步骤：

(1)端氨基功能化氧化石墨烯：将氧化石墨分散在干燥的极性有机溶剂中，在惰性气氛下，加入带有端氨基的硅烷偶联剂，回流1-3天；过滤、醇洗、在室温下干燥即可得到氨基功能化的氧化石墨烯，其中，硅烷偶联剂摩尔用量为氧化石墨的35倍；

(2)树枝状大分子功能化石墨烯：将端氨基功能化的氧化石墨烯分散在干燥的甲醇中，在惰性气氛与回流条件下，依次与能引入端氨基树枝状大分子的有机小分子单元反应，过滤、醇洗、在室温下干燥，得到代数为1的树枝状大分子功能化的石墨烯；该反应过程反复进行，即可得到不同代数的树枝状大分子功能化的石墨烯；其中，参与反应的有机小分子单元的摩尔用量为端氨基功能化氧化石墨烯的5-10倍；

(3)以不同代数的树枝状大分子功能化的石墨烯为模板，吸附不同配比的贵金属离子，通过控制反应体系的pH值，进而利用原位还原方法制备树枝状大分子功能化石墨烯负载贵金属及合金纳米簇。

5.按照权利要求4所述树枝状大分子功能化石墨烯负载贵金属纳米催化剂的制备方法，其特征是步骤1中所述有机溶剂是甲醇、乙醇或离子液体。

6.按照权利要求4所述树枝状大分子功能化石墨烯负载贵金属纳米催化剂的制备方法，其特征是步骤1中所述端氨基硅烷偶联剂是3-氨丙基三甲氧基硅烷或3-氨丙基三乙氧基硅烷。

7.按照权利要求4所述树枝状大分子功能化石墨烯负载贵金属纳米催化剂的制备方法，其特征是步骤2中所述能形成端氨基的树枝状大分子的有机小分子单元是丙烯酸甲酯与乙二胺；也可以是氰脲酰氯或4-甲基胺哌啶。

8.按照权利要求4所述树枝状大分子功能化石墨烯负载贵金属纳米催化剂的制备方法，其特征是步骤2中所述的过滤使用聚四氟乙烯微孔膜过滤反应混合物，醇洗用正丁醇、氯仿或两者的混合物。

9.按照权利要求4所述树枝状大分子功能化石墨烯负载贵金属纳米催化剂的制备方法，其特征是步骤1中所述氧化石墨通过如下方法制备：将500目的天然鳞片石墨100重量份加入到2000-2500重量份浓硫酸和50重量份硝酸钠的混合溶液中，混合均匀后加入300重量份高锰酸钾，用冰浴控温到10℃以下，反应2-3小时；然后加入200-400重量份水，使体系升温至80-100℃，继续反应1030min，接着加入3000-3500份5％过氧化氢水溶液，搅拌10-30min，趁热过滤、充分酸洗，40-60℃下干燥24小时，即可得到氧化石墨。

10.按照权利要求4所述树枝状大分子功能化石墨烯负载贵金属纳米催化剂的制备方法，其特征是步骤3中所述贵金属纳米簇包括钯、铂、金、银、钌、铱、锇或其合金纳米簇。