[发明专利]非晶态镍硼‑石墨烯复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂制备领域，具体涉及一种非晶态镍硼-石墨烯复合材料的制备方法。

背景技术

石墨烯作为一种新型碳材料，具有高比表面积、易分散、易于功能化和化学环境稳定性高等特点，在催化技术领域得到广泛的关注。石墨烯与无机纳米粒子复合，能够得到性能优异的复合材料。化学掺杂能够赋予石墨烯独特的性质，同时，石墨烯上负载的纳米粒子能够有效减弱石墨烯片层间π-π作用，从而避免了石墨烯片层间的堆叠，这有助于制备高度分散的复合材料。纳米颗粒和还原氧化石墨烯之间的协同耦合作用能够提高复合材料的催化活性。迄今为止，基于石墨烯的催化材料的研究受到了研究者的普遍关注。

非晶态催化剂具有短程有序、长程无序的独特结构，其表面存在大量配位不饱和的活性位,在加氢反应中表现出较高活性。将石墨烯与非晶态的Ni-B 纳米粒子复合，制备具有高活性、高稳定性的复合催化剂，有助于拓宽石墨烯的应用范围。松节油的主要成分为蒎烯，是重要的可再生资源，蒎烯加氢可得到蒎烷，蒎烷是化工、香料及医药等行业中一类重要的中间体，可进一步衍生出二三十种萜烯香料和药物中间体。

但是，目前的石墨烯复合材料制备的催化剂催化性能有限，而且制备方法复杂，制备条件对环境要求苛刻，而且催化剂重复使用性差。

发明内容

针对先有技术的缺陷，本发明提供一种非晶态镍硼-石墨烯复合材料的制备方法。

非晶态镍硼-石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将石墨粉在冰浴状态下加入浓硫酸中，然后再加入KMnO₄，搅拌反应1h，然后在15℃下反应2-4h，然后在35℃下反应40-60min；然后加入纯净水，在80℃下反应30min；

（2）向步骤（1）的产物中加入质量浓度为30%的过氧化氢溶液，得到胶体，过滤，将滤渣用质量浓度为5%的盐酸溶液洗涤至滤液中无硫酸根，然后用蒸馏水洗涤至滤液的pH=7；

（3）将步骤（2）的产物超声分散2h，得到氧化石墨烯分散液；

（4）将六水合氯化镍溶液加入氧化石墨烯分散液中，超声分散20min后，在氮气气氛下，将体系温度升温至70-90℃，在搅拌状态下，向体系中滴加入硼氢化钠溶液，在氮气气氛下冷却至室温，过滤，将滤渣依次用水和无水乙醇洗涤3次，然后真空干燥。

优选地，步骤（1）中石墨粉、浓硫酸、KMnO₄、纯净水的质量比为2:67:8:100。

优选地，步骤（2）中过氧化氢溶液的体积与步骤（1）中浓硫酸的体积相等。

优选地，超声分散的条件为：超声功率200-300W、超声频率50Hz。

优选地，六水合氯化镍溶液和硼氢化钠溶液的浓度均为1mol/L。

优选地，六水合氯化镍溶液、氧化石墨烯分散液、硼氢化钠溶液的体积比为11:100：54。

优选地，步骤（4）中真空干燥的条件为在60℃下干燥2-4h。

本发明的优点：

本发明以化学还原法制备了非晶态镍硼-石墨烯复合材料，制备方法简单，设备要求低，制备成本相对较低，制备的复合催化剂具有良好的催化性能，重复使用8 次后，其催化活性及对映选择性依然保持在较高水平，是一类较好的蒎烯加氢催化剂。

具体实施方式

实施例1

非晶态镍硼-石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将石墨粉在冰浴状态下加入浓硫酸中，然后再加入KMnO₄，搅拌反应1h，然后在15℃下反应2h，然后在35℃下反应40min；然后加入纯净水，在80℃下反应30min；其中，石墨粉、浓硫酸、KMnO₄、纯净水的质量比为2:67:8:100；

（2）向步骤（1）的产物中加入质量浓度为30%的过氧化氢溶液，得到胶体，过滤，将滤渣用质量浓度为5%的盐酸溶液洗涤至滤液中无硫酸根，然后用蒸馏水洗涤至滤液的pH=7；其中，过氧化氢溶液的体积与步骤（1）中浓硫酸的体积相等；

（3）将步骤（2）的产物，在超声功率200W、超声频率50Hz的条件下超声分散2h，得到氧化石墨烯分散液；