本发明涉及一种具有光热转换性能的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料及其制备方法，属于新材料领域。
背景技术：
1、太阳能是大多数可再生能源的主要来源，具有支持可持续发展和满足人们对能源可再生需求的最大潜力。因此，实现对太阳能的高效利用受到科研工作者的广泛关注。研究人员发现光热转换是获取太阳能的重要途径，因此开发高效的光热转换材料非常重要。光热转换是指通过反射、吸收或其他方式把太阳辐射在地球表面的能量集中起来，转换成热量的过程。早期的光热转换仅仅应用于冬天取暖和对水的加热。随着时代的进步和科学的发展，光热转换材料也在不断更新，应用范围也越来越广泛。开发有效的光热转换材料对于海水淡化、光热治疗和药物释放等多种实际应用具有重要意义。
2、光热转换材料主要包括四种类型：第一类是有机化合物，如吲哚亚胺九绿染料和聚苯胺纳米颗粒。有机染料是一种很有前途的光热转换材料，能吸收近红外光，并通过分子振动能的方式将光能转换为热能，有相当大的产热能力；第二类是碳基材料，包括碳纳米管、氧化石墨烯(go)和还原氧化石墨烯(rgo)等材料；第三类是等离子体金属纳米结构材料，如金、银、铂和钼等金属纳米材料。在金属纳米结构光热转换材料中，金和银纳米粒子是最常见的金属纳米材料。第四类是铜硫族化合物半导体，如硫化铜(cus)，不仅具有很好的光热转换性能，还有着低成本和低细胞毒性的优势。
3、金属纳米粒子由于其独特的局域表面等离子共振(lspr)性质在某些波长段具有特殊的吸光性，利用金属纳米粒子的光热效应能够加速水分蒸发并实现太阳光收集。但是金属纳米颗粒的尺寸较小，使得加热只局限在一个亚微米的空间，难以实现大块材料的整体加热。碳材料作为一种稳定的载体平台，有利于纳米粒子的稳定和分散。碳材料也具有较好的热传导性能和较高的光热转换效率，在光照的条件下，碳材料和金属纳米材料可以相互作用，以此来实现对太阳光更为有效的利用。如专利文献cn 111595043 a(申请号：202010640159.5)公开了一种具有增强光热效应的蛋壳膜/银纳米粒子/氧化石墨烯复合生物膜。实验结果表明，氧化石墨烯和银纳米粒子复合组装的蛋壳膜的光热转换能力明显高于单一纳米材料复合的蛋壳膜；在模拟太阳光光照期间，生物膜的最高温度可以达到56.4℃。又如专利文献cn 108862443a(申请号：201810555226.6)公开了一种金纳米粒子/石墨烯三维光热转换材料，该材料的光热性质相比于单纯石墨烯的性质提升了5％-20％，该材料可以作为光-热(蒸汽)转换材料，实现海水淡化。但碳材料和金属纳米材料复合对光热转化性能提升仍然不佳，并且有的还需要载体，手段复杂。
4、贵金属纳米团簇是金属纳米粒子的一种，其尺寸小于2nm，是由几个或几十个金属原子或金属离子通过金属与金属的作用或金属与配体的作用而形成的纳米材料。原子数精确型贵金属纳米团簇具有分子尺寸限制的贵金属原子和离散的电子能级，在光热转换等领域具有广泛的应用前景。但是，目前具有光热性质的贵金属材料只限于贵金属纳米颗粒，而关于单一贵金属纳米团簇或通过超分子化学手段将贵金属纳米团簇组装成具有光热性能的复合材料却鲜有报道。
5、申请人前期专利文献cn111139066a报道了ag9/pei复合材料，在近红外处发光，且具有良好的光热性能，在660nm激光器的照射下，样品的最高温度可以在7s内升至279.4℃，其光热转换能力不高，仍有待提高。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供一种具有光热转换性能的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料及其制备方法。
2、术语说明：
3、ag9：是一种九核银纳米团簇，单分散时水溶液中不发光，但由于ag9配体间的π-π作用，配体向金属的电荷转移作用、配体向金属-金属电荷转移作用以及金属-金属之间的相互作用，将ag9进行组装后可具有一定的发光性质。
4、本发明是通过如下技术方案实现的：
5、本发明的第一个目的是提供一种具有光热转换性能的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料。
6、一种具有光热转换性能的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料，该复合气凝胶材料为ag9-ba在氧化石墨烯(go)诱导下通过分子间氢键非共价相互作用，超分子自组装得到，微观形貌为片状go形貌负载在纤维状ag9-ba之上。
7、根据本发明，优选的，所述的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料具有高的光热转换性能，在功率为5w/cm2的808nm的激发器照射下，样品的温度在15s内实现从22℃到630℃的快速升温。
8、根据本发明，优选的，所述的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料具有类固体的特性，且具有微弱发光性质。
9、根据本发明，优选的，所述的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料的孔隙率为80-90％，孔直径为20-28μm。
10、根据本发明，优选的，所述的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料在施加10-100g的压力下，样品没有破碎，保持完整。
11、根据本发明，优选的，所述的ag9-ba是以ag为核，以2-巯基苯甲酸(h2mba)为配体的九核银纳米团簇。
12、本发明的第二个目的是提供上述具有光热转换性能的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料的制备方法。
13、一种具有光热转换性能的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料的制备方法，包括步骤如下：
14、1)将硝酸银(agno3)和2-巯基苯甲酸分散在水中进行超声处理，得混合液a，在超声处理下向混合液a中加入氨水(nh3●h2o)，得到ag9纳米团簇水溶液；
15、2)将ag9纳米团簇水溶液与go水溶液混合，加入硝酸钡ba(no3)2固体，得混合液b，涡旋，恒温静置，产物冻干，得到具有光热转换性能的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料。
16、根据本发明，优选的，步骤1)中，超声处理的超声频率为30-50khz，超声功率为80w，超声时间为20-30分钟。
17、根据本发明，优选的，步骤1)中，氨水的质量浓度为20-30％，氨水的加入量为使超声产生的沉淀完全溶解。
18、根据本发明，优选的，步骤1)中，ag9纳米团簇水溶液中ag的摩尔浓度为1-5mmol·l-1,ag9纳米团簇水溶液中2-巯基苯甲酸的摩尔浓度为1-5mmol·l-1。
19、根据本发明，优选的，步骤1)中，ag9纳米团簇水溶液中ag与2-巯基苯甲酸的摩尔比为(1-5)：(1-5)。
20、最为优选的，步骤1)中，ag9纳米团簇水溶液中ag与2-巯基苯甲酸的摩尔比为1:1。
21、根据本发明，优选的，步骤2)中，混合液b中氧化石墨烯的摩尔浓度为1-5mg·ml-1，ag9的摩尔浓度为1-8mmol·l-1，硝酸钡的摩尔浓度为30-50mmol·l-1。
22、最为优选的，步骤2)中，混合液b中氧化石墨烯的摩尔浓度为1-5mg·ml-1，ag9的摩尔浓度为5mmol·l-1，硝酸钡的摩尔浓度为40mmol·l-1。
23、根据本发明，优选的，步骤2)中，涡旋时间为20-30s。
24、根据本发明，优选的，步骤2)中，恒温静置为在20℃恒温箱中静置2-3天。
25、根据本发明，优选的，步骤2)中，冻干为将样品在﹣10℃下冷冻一天，然后放入真空干燥机中干燥2-3天。
26、根据本发明，本发明的氧化石墨烯，硝酸钡为常规市购产品。
27、本发明的第三个目的是提供上述银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料的应用。
28、具有光热转换性能的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料在光热转换的应用，所述复合气凝胶材料作为光热转化材料，具有强烈的光热效应，在激光照射下，气凝胶材料的温度迅速升高；当激光功率为5w/cm2时，纳米复合材料在10s内温度由室温的22℃升高至650℃，并在15s内达到630℃的平台温度。
29、本发明的原理：
30、本发明的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料(ag9-ba-go气凝胶材料)光热转换机理涉及复杂的光吸收、能量转化和热扩散等过程。当激光照射到样品时，由于金属纳米团簇的表面等离子体共振效应(lspr)让局部样品散发出热量，这部分热量会促进光子的运动，当光子被go吸收时，会引发电子从价带跃迁到导带，形成激子。随后，激子在纳米片中运动并发生复合，释放出能量，部分能量以热的形式传递给纳米片晶格，导致其温度升高。同时，由于go具有较高的热导率，热量可以通过热扩散快速在go晶格内传播，使整个纳米片的温度均匀上升。
31、本发明的突出特点和有益效果：
32、1、本发明以ag9为构建基元，go为客体材料，ba为成胶剂，通过超分子自组装的方式得到银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料。气凝胶材料的孔隙率为80-90％，孔直径为20-28μm，为大孔材料；且样品在施加10-100g的压力下，样品没有破碎，保持完整，机械性能强。
33、2、本发明的ag9-ba-go气凝胶材料在全波段具有较高的吸收，突出特点，具有高光热转换效率和光热稳定性；在功率为5w/cm2的808nm的激发器照射下，样品的温度可以在15s内实现从22℃到630℃的快速升温。
34、3、本发明的ag9-ba-go气凝胶材在10s内温度由室温的22℃升高至650℃，并在15s内达到630℃的平台温度，在疾病光热治疗与药物释放方面具有巨大的应用潜力。
35、4、本发明的制备工艺简单，易于推广利用。
1.一种具有光热转换性能的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料，该复合气凝胶材料为ag9-ba在氧化石墨烯(go)诱导下通过分子间氢键非共价相互作用，超分子自组装得到，微观形貌为片状go形貌负载在纤维状ag9-ba之上。
2.根据权利要求1所述的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料，其特征在于，所述的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料具有高的光热转换性能，在功率为5w/cm2的808nm的激发器照射下，样品的温度在15s内实现从22℃到630℃的快速升温。
3.根据权利要求1所述的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料，其特征在于，所述的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料具有类固体的特性，且具有微弱发光性质所述的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料的孔隙率为80-90％，孔直径为20-28μm，所述的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料在施加10-100g的压力下，样品没有破碎，保持完整。
4.权利要求1-3任一所述的具有光热转换性能的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料的制备方法，包括步骤如下：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，超声处理的超声频率为30-50khz，超声功率为80w，超声时间为20-30分钟。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，氨水的质量浓度为20-30％，氨水的加入量为使超声产生的沉淀完全溶解。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，ag9纳米团簇水溶液中ag的摩尔浓度为1-5mmol·l-1,ag9纳米团簇水溶液中2-巯基苯甲酸的摩尔浓度为1-5mmol·l-1。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，混合液b中氧化石墨烯的摩尔浓度为1-5mg·ml-1，ag9的摩尔浓度为1-8mmol·l-1，硝酸钡的摩尔浓度为30-50mmol·l-1。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，涡旋时间为20-30s，恒温静置为在20℃恒温箱中静置2-3天，冻干为将样品在﹣10℃下冷冻一天，然后放入真空干燥机中干燥2-3天。
10.权利要求1所述的具有光热转换性能的银纳米团簇/氧化石墨烯复合气凝胶材料在光热转换的应用，所述复合气凝胶材料作为光热转化材料，具有强烈的光热效应，在激光照射下，气凝胶材料的温度迅速升高；当激光功率为5w/cm2时，纳米复合材料在10s内温度由室温的22℃升高至650℃，并在15s内达到630℃的平台温度。
