一種以石墨烯爲模板制備納米多孔金薄膜的方法

　　多孔金属材料是一类新型的功能材料，它既具有金属物质精良的导电、传导、催化及延展特征，又具有纳米结构材料(如气凝胶)高比外表积、低密度和高比强度的特征。由于其丰富的外表化学性质，多孔金属材料广泛应用于催化、电催化、传感器、超电容以及光学和生物学土地。目前而言，制备多孔金属材料最常用的方法有脱合金法、烧蚀法、模板法、溶胶-凝胶自组装法、電化學刻蚀法、激光溶解法等。其中，模板法是向金属内部引入孔隙非常有效的方法。模板法的操作原理是使用一些可移除的无机或有机材料作为模板(通常为胶体粒子)以调控金属材料的生长，之后将模板通过化学或物理的手段取消。然而，在模板法的实际操作过程中，金属或金属前驱体向模板的浸透较为困难常导致均匀纳米多孔结构不能形成。然而，差一点所有之前关于金纳米粒子和石墨烯相结合的研宄报道基本上关于二者的复合材料制备及性能表征。将石墨烯作为可移除的模板来调控制备均匀纳米多孔金薄膜材料尚无相关报道。

本文的目的在于提供一種以石墨烯爲模板制備納米多孔金薄膜材料的方法，該方法簡單有效，可制備大面積均勻的納米多孔金薄膜。其特征在于具有大面積均勻的納米多孔結構，孔隙率和多孔結構形貌可以通過投料比和不同退火方法获得良好的控制。具體技術方案如下：

(I)將氯金酸、氧化石墨烯和檸檬酸鈉在水中超聲疏散後置于油浴中加熱攪拌反應一定時間，然後經離心洗滌获得在水中均勻疏散的金納米粒子/石墨烯複合材料；

(2)真空抽濾，去離子水洗滌，然後空氣中幹燥获得金納米粒子/石墨烯複合材料薄膜；

(3)將幹燥的金納米粒子/石墨烯複合薄膜在空氣中煅燒或先在氮氣中加熱後马上暴露在空氣中退火均可获得納米多孔金薄膜；

其中，氯金酸浓度为0.6-6.5 mmol/L，氧化石墨烯浓度为0.1 mg/mL，柠檬酸钠浓度为 10 mg/mL。油浴温度为90-100 °C，反应时间为12-24 h。空抽滤所用的抽滤膜材质为混合纤维素酯，孔径为0.2微米。空气中干亢的时间为1-2天。在空气中煅烧条件为600-800 0C下煅烧1_2 h。在氮气中加热后马上暴露在空气中退火条件为，先在氮气中加热到600-800 °C，升温速率为20 °C/min。

与现有技术相比，本方案提供了一种新奇的以石墨烯为可移除模板制备纳米多孔金薄膜材料的方法。本发明所采用的原料金纳米粒子/石墨烯复合材料薄膜可以通过一步法在水中加热反应获得。本发明稍后采用了两种退火方法以移除模板石墨烯，即在空气中600-800 °C下直接煅烧或者先在氮气中升温至600-800 °C接着马上暴露在空气中，均可制得大面积均匀的纳米多孔金薄膜。同时，两种方法所获得的纳米多孔结构形貌不同，表现出了很好的可调控性。另外，我们还可以通过调节原料金纳米粒子/石墨烯复合材料薄膜中两个组分的比例来达成调节纳米多孔金薄膜孔隙率的目的。与传统的以胶体粒子为模板或脱合金法制备纳米多孔金薄膜材料的方法相比，本发明操作过程简单，制备条件和气，所用试剂无毒环保，且能有效地调控纳米多孔结构的形貌，因而具有广阔的应用前景。