[发明专利]一种多孔石墨烯作为通道与模板制备氯化亚铜晶体的方法

说明书

本发明提供一种多孔石墨烯作为通道与模板制备氯化亚铜晶体的方法。采用酸法刻蚀法制备可溶于常见溶剂中的多孔氧化石墨烯并均匀涂覆于光滑的铜箔表面，干燥后氧化石墨烯薄膜牢固贴附在铜箔表面，运用氢碘酸还原多孔氧化石墨烯得到多孔石墨烯覆盖的铜箔，采用易于挥发的液体作为溶剂配置一定浓度范围的氯化铜溶液，将氯化铜溶液涂覆于多孔石墨烯覆盖的铜箔表面，控制氯化铜溶液的添加量、温度、时间制备氯化亚铜片状纳米晶体材料。本发明所公开的方法，可通过石墨烯片层的阻挡与孔道的数量控制反应物之间的接触，从而控制反应进度得到更薄且尺寸可控的氯化亚铜片状晶体材料。

技术领域

本发明涉及氯化亚铜纳米晶体制备领域，尤其涉及一种多孔石墨烯作为通道与模板制备氯化亚铜片 状晶体的方法。

背景技术

多孔石墨烯是指在二维基面上具有纳米级孔隙的碳材料，是近年来石墨烯缺陷功能化的研究热点。多 孔石墨烯不仅保留了石墨烯优良的性质，孔的引入还有效地打开了石墨烯的能带隙，促进了石墨烯在电子 器件领域的应用。更重要的是，而且相比惰性的石墨烯表面，孔的存在促进了物质运输效率的提高，特别 是原子级别的孔可以起到筛分不同尺寸的离子/分子的作用。例如，麻省理工学院的研究人员在单层石墨 烯上制备了微孔，具有选择性和一些特性，类似于活细胞离子通道。每个石墨烯孔宽度小于2纳米，使它 们成为有史以来科学家们用来研究离子流动的最小孔。每个孔也具有独特的选择性，优先输送某种离子穿 过石墨烯层。

氯化亚铜作为催化剂在有机合成工业中被广泛应用，在石油化工行业中也常用做脱硫剂、脱色剂及脱 离剂，并且在农药工程、电池工业、电镀工业、医药化工、冶金工业及橡胶工业等领域中有着广泛的用途。 目前氯化亚铜晶体材料的制备方法有很多种，例如向硫酸铜与氯化钠的混合溶液中通入二氧化硫即可制得 氯化亚铜沉淀，但是由于存在原料(主要是硫酸铜)成本高、母液中含腐蚀性强的硫酸等弊端，限制了该方 法的应用与推广。工业上采用的其他制备方法往往也会留下含酸、氯气、氯化钠、铁等物质的浓缩水而造 成环境污染。Andreas Taubert利用离子液体体系制备了厚度为几百纳米到几十微米的氯化亚铜片状晶体 结构，反应过程始终需要处在离子液体体系中，反应时间为1-24h不等，片状晶体厚度在几百纳米以上。 Ying Huang等人在共溶剂里制备了尺度在几十到几百纳米的无定型氯化亚铜纳米颗粒，反应过程中需要 添加尿素与抗坏血酸，反应体系始终处于共溶剂中，而且反应时间为1h。Ting Xie等人用氯化铜、乙酰 丙酮和乙二醇在100-140℃温度下反应8-72h，得到了几十到几百微米尺度的氯化亚铜四面体晶体材料。 综合以上所述可知，已报道的各种氯化亚铜晶体制备方法都是在溶液中进行，反应过程需要多种添加剂， 反应时间长，反应温度较高。苗中正在申请号为CN201710933902.4的发明专利中提出了一种氯化亚铜微 晶材料的界面快速可控制备方法，得到的片状氯化亚铜晶体具备独特的暴露晶面，可以起到独特的催化特 性，并可用来作为有机反应的催化剂模板。然而这项发明提出的方法反应迅速，难以对反应过程有效控制。 本发明提出了一种多孔石墨烯模板法，除了可作为片状晶体的基底模板，还可通过石墨烯片层的阻挡与孔 道的数量控制反应物之间的接触，从而控制反应进度得到更薄且尺寸可控的氯化亚铜片状晶体材料。

发明内容

提出了一种多孔石墨烯作为通道与模板制备氯化亚铜晶体的方法，控制反应进度得到更薄且尺寸可控 的氯化亚铜片状晶体材料。

本发明采用如下技术方案：

一种多孔石墨烯作为通道与模板制备氯化亚铜晶体的方法，包括如下步骤：

(1)采用酸法刻蚀法制备可溶于常见溶剂中的多孔氧化石墨烯并均匀涂覆于光滑的铜箔表面，干燥 后氧化石墨烯薄膜牢固贴附在铜箔表面，运用氢碘酸还原多孔氧化石墨烯得到多孔石墨烯覆盖的铜箔；

(2)采用易于挥发的液体作为溶剂配置一定浓度范围的氯化铜溶液，将氯化铜溶液涂覆于多孔石墨 烯覆盖的铜箔表面，控制氯化铜溶液的添加量、温度、时间制备氯化亚铜片状纳米晶体材料。