[发明专利]一种氧化铜/石墨烯复合纳米材料及其制备方法和用于COD检测和去除的双功能电极

权利要求书

1.一种氧化铜/石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备氧化铜纳米颗粒溶液：提供十六烷基三甲基氯化铵溶液、硝酸铜溶液和柠檬酸钠溶液，将十六烷基三甲基氯化铵溶液、硝酸铜溶液和柠檬酸钠溶液混合并转移至80～100℃条件下，边搅拌边向混合溶液中滴加碱液，离心收集沉淀后再分散到超纯水中，得到氧化铜纳米颗粒溶液；

制备氧化铜/石墨烯复合纳米材料：提供石墨烯纳米片分散液，将石墨烯纳米片分散液与氧化铜纳米颗粒溶液混合并超声3～10h，得到氧化铜/石墨烯复合纳米材料；

其中，十六烷基三甲基氯化铵、硝酸铜和柠檬酸钠的摩尔比为25～100:1～4:1～4，所述石墨烯纳米片分散液与氧化铜纳米颗粒溶液的体积之比为2～4:1～2。

2.如权利要求1所述的氧化铜/石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，在制备氧化铜纳米颗粒溶液步骤中，所述十六烷基三甲基氯化铵溶液的浓度为50～100mM，所述十六烷基三甲基氯化铵溶液的体积为2.5～5mL，所述硝酸铜溶液的浓度为10～20mM，所述硝酸铜溶液的体积为0.5～1mL，所述柠檬酸钠溶液的浓度为10～20mM，所述柠檬酸钠溶液的体积为0.5～1mL。

3.如权利要求1所述的氧化铜/石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，在制备氧化铜纳米颗粒溶液步骤中，所述碱液为KOH溶液或者NaOH溶液，所述硝酸铜与碱液的摩尔比为1:2～4。

4.如权利要求1所述的氧化铜/石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，在制备氧化铜纳米颗粒溶液步骤中，所述离心力为12000～15000g，所述离心的时间为20～30min。

5.如权利要求1所述的氧化铜/石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，在制备氧化铜/石墨烯复合纳米材料步骤中，所述石墨烯纳米片分散液的制备过程如下：提供20～40mg氧化石墨烯和10～20mL十六烷基三甲基氯化铵溶液，将氧化石墨烯分散到十六烷基三甲基氯化铵溶液后进行预水浴超声，所述预水浴超声的功率为400～600W，振幅为50％～80％，预水浴超声后离心、重悬，得到石墨烯纳米片分散液。

6.如权利要求5所述的氧化铜/石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，预水浴超声后的离心过程包括初级离心和次级离心，所述初级离心力为800～1000g，所述初级离心的时间为10～20min，初级离心后收集上层清液并用于次级离心；

所述次级离心力为12000～15000g，所述次级离心的时间为20～30min，次级离心后收集沉淀用于重悬。

7.如权利要求1所述的氧化铜/石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，在制备氧化铜/石墨烯复合纳米材料步骤中，所述水浴超声的功率为400～600W，振幅为50％～80％。

8.一种氧化铜/石墨烯复合纳米材料，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的氧化铜/石墨烯复合纳米材料的制备方法制得。

9.一种用于COD检测和去除的双功能电极，其特征在于，包括玻碳电极以及权利要求8所述的氧化铜/石墨烯复合纳米材料，所述氧化铜/石墨烯复合纳米材料涂覆于所述玻碳电极表面，干燥后在玻碳电极表面涂覆萘酚乙醇溶液。

10.如权利要求9所述的用于COD检测和去除的双功能电极，其特征在于，所述氧化铜/石墨烯复合纳米材料的体积为8微升，所述萘酚乙醇溶液的体积为10微升，所述萘酚乙醇溶液中的萘酚浓度为0.1M。