[发明专利]一种氧化石墨烯增强锌基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化石墨烯增强锌基复合材料及其制备方法。一种氧化石墨烯增强锌基复合材料，该材料的原料包括0.3wt％～0.7wt％的氧化石墨烯，99.3wt％‑99.7wt％的锌粉，制备方法包括如下步骤：将氧化石墨烯加入无水乙醇中，超声处理，得氧化石墨烯溶液；将锌粉加入去离子水中，搅拌，搅拌期间逐步加入阳离子表面活性剂，得锌粉修饰液；将氧化石墨烯溶液加入锌粉修饰液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得混合粉末；对混合粉末进行真空热压烧结，得氧化石墨烯增强锌基复合材料。本发明提出了一种通过静电吸附与真空热压烧结的方式制备氧化石墨烯增强锌基复合材料的方法，所得材料具有优异的力学性能。

技术领域

本发明涉及锌基复合材料技术领域，特别是一种氧化石墨烯增强锌基复合材料及其制备方法。

背景技术

锌因具有良好的生物相容性，在生物医用材料领域具有巨大应用潜力。锌标准电极电位(-0.763V)处于Mg(-2.372V)与Fe(-0.447V)之间，因此，从耐蚀性的角度，Zn及Zn合金表现出适宜的降解速率。所以，锌基合金有望成为继镁基合金和铁基合金后成为新一代生物医用可降解短期植入材料。

铸态的锌室温综合性能较差。可将金属制备为金属基复合材料(MMC)提高金属综合力学性能。选择合适的增强体以及制备方法，能够有效提高金属基复合材料的强度和塑性。

而目前对于石墨烯及其衍生物与锌基复合材料结合的研究未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化石墨烯增强锌基复合材料及其制备方法。本发明提出了一种通过静电吸附与真空热压烧结的方式制备氧化石墨烯增强锌基复合材料的方法，所得材料具有优异的力学性能。

本发明的技术方案：一种氧化石墨烯增强锌基复合材料，该材料的原料包括0.3wt％～0.7wt％的氧化石墨烯，99.3wt％-99.7wt％的锌粉。

前述的氧化石墨烯增强锌基复合材料中，该材料的原料包括0.7wt％的氧化石墨烯。

一种前述的氧化石墨烯增强锌基复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)将氧化石墨烯加入无水乙醇中，超声处理，得氧化石墨烯溶液；

(2)将锌粉加入去离子水中，搅拌，搅拌期间逐步加入阳离子表面活性剂，得锌粉修饰液；

(3)将步骤(1)得到的氧化石墨烯溶液加入步骤(2)得到的锌粉修饰液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得混合粉末；

(4)对混合粉末进行真空热压烧结，得氧化石墨烯增强锌基复合材料。

前述的氧化石墨烯增强锌基复合材料的制备方法中，所述阳离子表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵或/和十八烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或任意几种的组合物。

前述的氧化石墨烯增强锌基复合材料的制备方法中，所述锌粉修饰液中阳离子表面活性剂的浓度为0.5mg/mL～1.0mg/mL。

前述的氧化石墨烯增强锌基复合材料的制备方法中，所述步骤(3)中搅拌的时间为90min～120min。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明将氧化石墨烯加入无水乙醇中，超声处理，得到均匀的氧化石墨烯溶液，此时的氧化石墨烯溶液呈负电性，然后将锌粉加入去离子水中搅拌并逐步加入入阳离子表面活性剂，得到带正电性的锌粉修饰液，之后将呈负电性的氧化石墨烯溶液和带正电性的锌粉修饰液混合搅拌，此过程通过静电吸附的方式进行静电自组装，有效解决了石墨烯在基体中的分散问题，最后过滤干燥得到混合粉末，进行真空热压烧结即可获得氧化石墨烯增强锌基复合材料。