[发明专利]一种氧化石墨烯/硅酸钙纳米线复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料的制备的技术领域，特别涉及一种氧化石墨烯/硅酸钙纳米线复合材料的制备方法。

背景技术

生物矿化是在生物体系统中为了实现各种功能而合成复杂无机矿物材料的一种自然方式。生物矿物高度有序的结构和多变的形貌吸引着科学家们学习生物矿化的化学原理，并依此模拟开发新的功能材料。在生物矿化过程中，生物体产生的生物大分子对产物的成核和生长起到了关键作用，而诱导分子所带电荷对矿化产物的最终结构和形貌产生具有重要的影响。氧化石墨烯作为一种典型的二维纳米材料，具有良好的生物相容性，本身具有超高的比表面积，使得其暴露在材料表面的活跃原子占总原子的比例较大，本身大量的含氧基团，赋予其丰富的电负性，而这就为利用氧化石墨烯诱导模板，利用仿生的原理，诱导制备氧化石墨烯/硅酸钙纳米线复合材料提供了可能。

硅酸钙，又名微孔硅酸钙、活性硅酸钙，是一种众所周知的陶瓷材料，本身作为添加剂具有优异的生物活性、生物相容性、生物降解性，在骨组织工程、医学整形、药物传输等领域具有广泛的应用前景。此外，硅酸钙所具有良好的耐火性、隔热性及优异的机械强度，在钢铁、石化、电子、电力、机械等领域亦有广泛的应用。硅酸钙结构、形貌、尺寸及维度对最终材料性能有重大影响，特别是当尺寸降到纳米尺度下，因其大比表面积带来的活性位点超高的利用率，进一步放大了其影响，因此，对硅酸钙纳米材料的结构、形貌、尺寸和维度等进行有效、精准调控，对于其进一步在不同环境下的多样性需求具有重要的现实意义与实际价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：利用氧化石墨烯精确诱导硅酸钙纳米线/或带生长，以制备出相应氧化石墨烯/硅酸钙纳米复合材料。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：氧化石墨烯/硅酸钙纳米线复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

步骤S1：称取1-3 mg/ml 氧化石墨烯水溶液8-12 ml，加入50 ml烧杯内，磁力或机械搅拌，利用蠕动泵或微量注射泵以0.5-2 ml/min速度注入 3-8 ml浓度为 0.1-1 mol/L的Ca(NO₃)₂•4H₂O 水溶液，细胞破碎机600-800 W功率下超声破碎 3-5 min，以使二价钙离子得到良好分散；

步骤S2：利用蠕动泵或微量注射泵以0.5-2 ml/min速度注入 3-8 ml浓度为 0.1-1 mol/L的Na₂SiO₃•9H₂O水溶液，细胞破碎机600-800 W功率下超声破碎 3-5 min；

步骤S3：将所得分散液转移到20-50 ml 水热反应釜中，160-220 ℃烘箱内反应12-36 h，取出自然冷却至室温，1000-5000转/分钟转算离心水洗3-5次，便获得了相应氧化石墨烯/硅酸钙纳米线复合材料水溶液；

步骤S4：将获得的氧化石墨烯/硅酸钙纳米线复合材料水溶液，在-50到-80 ℃条件下冷冻干燥，便可得到相应氧化石墨烯/硅酸钙纳米线复合材料粉体材料。

附图说明

图1为本发明的氧化石墨烯的透射电子显微镜照片；

图2为本发明的氧化石墨烯的原子力显微镜照片；

图3为本发明的氧化石墨烯/硅酸钙超薄纳米带的透射电子显微镜照片；

图4 为本发明的氧化石墨烯/硅酸钙超薄纳米带的原子力显微镜照片；

图5为本发明的氧化石墨烯/硅酸钙超薄纳米带粉末X射线照片；

图6为本发明的硅酸钙纳米纳米带的透射电子显微镜照片；

图7 为本发明的氧化石墨烯/硅酸钙纳米宽带的透射电子显微镜照片；

图8 为本发明的氧化石墨烯/硅酸钙纳米颗粒的透射电子显微镜照片；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限如此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

实施例1：