[发明专利]石墨烯与石墨烯量子点和金属氧化物或磷酸盐纳米复合材料及制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯与石墨烯量子点和金属氧化物纳米复合材料，其特征是：以石墨烯为基底，金属氧化物纳米颗粒生长在所述石墨烯基底表面，石墨烯量子点作为导电隔板组装在所述金属氧化物纳米颗粒之间。

2.根据权利要求1所述的石墨烯与石墨烯量子点和金属氧化物纳米复合材料，其特征是：石墨烯：石墨烯量子点：金属氧化物的质量比为0.01～30：0.01～30：100。

3.根据权利要求2所述的石墨烯与石墨烯量子点和金属氧化物纳米复合材料，其特征是：石墨烯的当量直径大小为0.5～50um，石墨烯量子点的当量直径为1～100nm，金属氧化物纳米颗粒的当量直径为1～200nm。

4.根据权利要求3所述的石墨烯与石墨烯量子点和金属氧化物纳米复合材料，其特征是：所述金属氧化物为金属Li、Fe、Mn、Zn、Cu、Ni、Co、Mg、Ca、Ce、La中的任意一种或者两种以上氧化物的复合。

5.一种石墨烯与石墨烯量子点和金属磷酸盐纳米复合材料，其特征是：以石墨烯为基底，金属磷酸盐纳米颗粒生长在所述石墨烯基底表面，石墨烯量子点作为导电隔板组装在所述金属磷酸盐纳米颗粒之间。

6.根据权利要求5所述的石墨烯与石墨烯量子点和金属磷酸盐纳米复合材料，其特征是：石墨烯：石墨烯量子点：金属磷酸盐的质量比为0.01～30：0.01～30：100。

7.根据权利要求6所述的石墨烯与石墨烯量子点和金属磷酸盐纳米复合材料，其特征是：石墨烯的当量直径大小为0.5～50um，石墨烯量子点的当量直径为1～100nm，金属磷酸盐纳米颗粒的当量直径为1～200nm。

8.根据权利要求7所述的石墨烯与石墨烯量子点和磷酸盐纳米复合材料，其特征是：所述金属磷酸盐为金属Li与Fe、Mn、Zn、Cu、Ni、Co、Mg、Ca、Ce、La中的任意一种或者两种以上磷酸盐的复合。

9.一种权利要求1所述的石墨烯与石墨烯量子点和金属氧化物纳米复合材料的制备方法，其特征是：

(1)将Li、Fe、Mn、Zn、Cu、Ni、Co、Mg、Ca、Ce、La中的任意一种或者两种以上的可溶性的硝酸盐、硫酸盐或者氯化物溶解在乙醇中，使可溶性金属盐的浓度为0.05～1mol/L；

(2)配制氧化石墨烯量子点、氧化石墨烯的碱性分散液，其中氧化石墨烯量子点的浓度为0.01～10mg/mL，氧化石墨烯的浓度为0.01～10mg/mL，碱的浓度为0.1～2mol/L；

(3)将步骤(1)和步骤(2)所配制的溶液按照金属盐离子与碱的摩尔比1：1～4的比例混合均匀；

(4)将步骤(3)的混合溶液在600W功率下微波处理3～20min，所得到的沉淀物过滤、洗涤、干燥得到固体粉末；

(5)将步骤(4)得到的固体粉末在氮气氛中300～700℃煅烧1～5小时，获得石墨烯/石墨烯量子点/纳米金属氧化物复合材料。

10.一种权利要求5所述的石墨烯与石墨烯量子点和金属磷酸盐纳米复合材料的制备方法，其特征是：

(1)将Li的可溶性盐与Fe、Mn、Zn、Cu、Ni、Co、Mg、Ca、Ce、La中的任意一种或者两种以上可溶性盐溶解在乙醇中，使可溶性盐的浓度为0.05～2mol/L，所述可溶性盐为硝酸盐、硫酸盐或者氯化物；

(2)配制氧化石墨烯量子点、氧化石墨烯的磷酸分散液，其中氧化石墨烯量子点的浓度为0.01～10mg/mL，氧化石墨烯的浓度为0.01～10mg/mL，磷酸的浓度为0.1～2mol/L，溶剂为无水乙醇；

(3)将步骤(1)和步骤(2)所配制的溶液按照金属盐离子与磷酸的摩尔比1：2～6的比例混合均匀，室温下搅拌反应1～5h，然后80～100℃干燥10～20h，经破碎、洗涤、再次于100℃干燥4h得到固体粉末；

(4)将步骤(3)制得的固体粉末在氮气保护下300～400℃煅烧3～5h，然后再在600～800℃下煅烧5～15h，得到石墨烯与石墨烯量子点和磷酸盐纳米复合材料。