(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211167841.2 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 河南农业大 学 地址 450002 河南省郑州市金 水区文化路 95号 (72)发明人 秦洁琼　杨志　黄艳杰　宋美荣　 王顺　 (74)专利代理 机构 郑州优盾知识产权代理有限 公司 41125 专利代理师 孙诗雨 (51)Int.Cl. C01B 32/184(2017.01) C01B 32/194(2017.01) C01F 7/02(2022.01) C01F 7/30(2022.01)C01G 39/02(2006.01) C01G 45/02(2006.01) H01G 11/36(2013.01) H01G 11/86(2013.01) B82Y 30/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称 一种介孔金属氧化物-石墨烯复合纳米片制 备方法 (57)摘要 本发明属于纳米无机材料技术领域， 涉及一 种介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片制备方 法。 以氧化石墨烯水溶液与硝酸盐和硝酸钠的混 合水溶液为原料， 常温常压混合搅拌均匀后， 冷 冻干燥， 得到的固体材料经空气条件下退火， 水 洗、 干燥后， 得到介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳 米片。 本发明制备方法简单、 省时、 成本低、 安全 系数高、 绿色环保。 且制备的二维介孔结构形貌 好， 可以充分结合二维材料的高比表 面积和介孔 材料的离子传输迅速的特点， 应用在电极材料上 具有良好的性能， 在0.5A/g的电流密度下， 介孔 金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片具有230 F/g的质 量比电容。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 115536011 A 2022.12.30 CN 115536011 A 1.一种介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片制备方法， 其特征在于， 步骤如下： 以氧化 石墨烯水溶液与金属盐和硝酸钠的混合水溶液为原料， 常温常压混合搅拌均匀后， 冷冻干 燥， 得到的固体材料经 空气条件下退火， 水洗、 干燥后， 得到介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳 米片。 2.根据权利要求1所述的介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片制备方法， 其特征在于： 所述的氧化石墨烯水 溶液的浓度为1 ‑2g/L。 3.根据权利要求2所述的介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片制备方法， 其特征在于： 所述的金属盐为硝酸铝、 钼酸铵、 硝酸锰中的任意 一种。 4.根据权利要求3所述的介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片制备方法， 其特征在于： 所述的氧化石墨烯、 金属盐与硝酸钠的质量比为1:(1 ‑2):1。 5.根据权利要求4所述的介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片制备方法， 其特征在于： 所述的金属盐和硝酸钠的混合水 溶液的浓度为10 ‑20g/L。 6.根据权利要求5所述的介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片制备方法， 其特征在于： 所述的混合搅拌的时间为5 ‑15min。 7.根据权利要求6所述的介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片制备方法， 其特征在于： 所述的冷冻干燥的时间为24 ‑36h。 8.根据权利要求7所述的介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片制备方法， 其特征在于： 所述的退火温度为3 00‑350℃， 退火时间为1 ‑2h。 9.权利要求1 ‑8任一项方法制备的介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片， 其特征在于： 所述的介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片具有三明治状的片层结构和明显的介孔结构， 平均孔径为3.8 ‑7.3nm。 10.权利要求9所述的介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片在电极材 料领域的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115536011 A 2一种介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片制备方 法 技术领域 [0001]本发明属于纳米无机材料技术领域， 涉及一种介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米 片制备方法。 背景技术 [0002]当前介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片制备方法报道较少， 王等人(Mesoporou s  Materials,2 017,246,14 ‑23.)在2017年报道了一种通过纳米浇筑法， 利用嵌段聚合物制备 的介孔材料作为模板， 钼酸铵为前驱体制备介孔氧化钼 ‑石墨烯复合纳米片 。 此外制备的大 多为相似的三维复合材料， 如中国专利CN108231427A报道了一种通过水热和煅烧反应制备 3D多孔石墨烯 ‑过渡金属氧化物复合材 料的方法。 [0003]这些制备介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合材料的方法中， 大多使用了水热反应和剧 烈后处理条件， 由于水热反应过程中高温和高压会使反应变得剧烈不易控制， 所以反应的 微观动态以及产 物的特征不易控制， 极易导致产 物形貌和厚度的不均以及片层和介孔结构 存在大量缺陷， 影响材料的整体性能； 而且剧烈的后处理条件， 使方法的危险系数提高， 不 利于大规模工业化； 并且这些复合材料的制备还涉及到大量的有机试剂以及昂贵的嵌段聚 合物， 增加了生产的成本以及对环境的危害。 使方法的危险系数提高。 如这些制备介孔金属 氧化物‑石墨烯复合材 料的方法中， 大多 使用了水 热反应。 发明内容 [0004]针对上述技术问题， 本发明提供了一种介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片制 备 方法。 其目的主要是拓展目前较少的介孔金属氧化物 ‑石墨烯的复合纳米片制备方法以及 克服当前现有制备方法的不 足， 采用一种步骤简单、 方便快捷的方法制备介孔金属氧化物 ‑ 石墨烯复合纳米片， 具有操作简单、 设备要求低、 安全性高、 重复性好和成本低易于放大 的 特点。 [0005]为了达到上述目的， 本发明的技 术方案是这样实现的： [0006]一种介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳 米片的制备方法， 步骤如下： 以氧化石墨烯水 溶液与金属盐和 硝酸钠的混合水溶液为原料， 常温常压 混合搅拌均匀后， 冷冻干燥， 得到的 固体材料经空气条件下 退火， 水洗、 干燥后， 得到介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片。 [0007]进一步， 所述的氧化石墨烯水 溶液的浓度为2g/L。 [0008]进一步， 所述的金属盐为硝酸铝、 钼酸铵、 硝酸锰中的任意 一种。 [0009]进一步， 所述的氧化石墨烯、 金属盐与硝酸钠的质量比为1:(1 ‑2):1。 [0010]进一步， 所述的金属盐和硝酸钠的混合水 溶液的浓度为10 ‑20g/L。 [0011]进一步， 所述的混合搅拌的时间为5 ‑15min。 [0012]进一步， 所述的冷冻干燥的时间为24 ‑36h。 [0013]进一步， 所述的退火温度为3 00‑350℃， 退火时间为1 ‑2h。 [0014]进一步， 上述任一项方法制 备的介孔金属氧化物 ‑石墨烯复合纳米片具有三明治说　明　书 1/4 页 3 CN 115536011 A 3