專利名稱：具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性氧化石墨烯的制備方法及其制得的氧化石墨烯納米材料，特別涉及一種具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯及其制備方法。這種改性的氧化石墨烯可以作為功能化氧化石墨烯的基礎(chǔ)材料或新型的功能填料，既能滿足生物材料的力學(xué)性能要求，又能使生物材料具有長期抗凝血、抗菌功能。
背景技術(shù)：
二維炭材料自被發(fā)現(xiàn)以來引起了研究人員的廣泛關(guān)注，新型二維炭材料氧化石墨烯已成為研究熱點。與昂貴的富勒烯和碳納米管相比，氧化石墨烯價格低廉，原料易得。氧化石墨的表面富含大量的氧基功能團，剝層后的氧化石墨片層具有很大的比表面積，應(yīng)用價值超過氧化石墨。因此，氧化石墨烯有望成為聚合物納米復(fù)合材料的優(yōu)質(zhì)填料。氧化石墨烯可由氧化石墨通過機械超聲剝離而制得。氧化石墨烯表面含有大量功能性基團，如-0H、-C00H、-0-、C = 0等，這些功能性基團的存在，使得不同片層的官能團之間產(chǎn)生相互排斥的作用，可以使石墨片有一定程度的剝離，并賦予了氧化石墨烯一些新的特性。但是若要將這些氧化石墨烯從氧化石墨片層間范德華力束縛中解離出來，需要一定的外力(超聲)。同時，盡可能在氧化石墨鄰近碳層的晶格內(nèi)引入功能性官能團，更利于實現(xiàn)氧化石墨烯的單片剝離。另外，氧化石墨烯表面官能團越豐富，可能更有利于其與基體復(fù)合或自組裝。氧化石墨的制備是決定氧化石墨烯制備的關(guān)鍵因素。氧化石墨一般可通過化學(xué)法(Brodie 法，Hummers 法，Staudenmaier 法)帝[J得。Brodie 法(Brodie B. C. . On the atomic weight of graphite[J]. Phil. Trans. Roy. Soc, 1859,149: 249-59. )、Hummers 法(W Hummers,R Offeman. Preparation of graphite oxide [J]. J Am Chem Soc,1958, 80:1339)、Staudenmaier法(Y Matsuo,K ffatanabe,T Fukutsuka,et al. Charaterization of n-hexadecy-lakylamine-intercalated graphite oxide as sorbents [J]. Carbon, 2003，41 (8) : 1M5-1550)都屬于液相化學(xué)氧化法，在制備過程中均存在大量的廢酸，且在此基礎(chǔ)上進一步制備氧化石墨烯其解離程度不易控制，生物學(xué)功能弱。文獻表明，摻氮對炭材料的性能有較大影響。胡征發(fā)現(xiàn)了以苯為原料時碳納米管的六元環(huán)生長機理，實現(xiàn)了以吡啶等為原料的氮摻雜碳基納米管(CNx)的合成及其成分與結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控，其結(jié)構(gòu)中只存在吡啶氮且氮物種均勻分布從而更有利于表面改性(W Hummers, R Offeman. Preparation of graphite oxide [J]· J Am Chem Soc, 1958,80:1339)。王志永(W Hummers,R Offeman. Preparation of graphite oxide [J]· J Am Chem Soc, 1958,80:1339)、曹永(W Hummers, R Offeman. Preparation of graphite oxide [J]. J Am Chem Soc, 1958,80:133)>^ll 飛等人(W Hummers, R Offeman. Preparation of graphite oxide [J]· J Am Chem Soc, 1958,80:1339)分別研究了氮摻雜的三維碳納米管、i^e/MgO催化合成氮摻雜碳納米管和石墨相氮化碳。氧化石墨烯一般可由上述三大化學(xué)法制備的氧化石墨經(jīng)超聲解離而制得。但所制備的氧化石墨存在大量廢酸如何處理的問題、氧化石墨解離程度如何控制的問題以及解離得到的氧化石墨烯片層是否具有生物功能性等問題，這些問題直接制約了氧化石墨烯在生物醫(yī)藥材料基體中的應(yīng)用。為解決以上問題，充分發(fā)揮氧化石墨烯的優(yōu)良性質(zhì)，如何制備應(yīng)用價值更高的氧化石墨烯已成為關(guān)注的焦點，也是目前最重要和最具挑戰(zhàn)的工作之一。因此研究如何處理制備方法中的廢酸、促進氧化石墨解離并引入抗菌、抗凝血等生物功能的氧化石墨烯具有很重要的理論意義和實踐意義，將對進一步制備功能化氧化石墨烯和制備氧化石墨烯為基體的功能性納米復(fù)合材料奠定良好的基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種利用胺類化合物作為反應(yīng)液中的縛酸劑并促進氧化石墨可控解離，同時引入抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯的制備方法。本發(fā)明的另一目的還在于提供所述方法制備的氧化石墨烯納米材料。本發(fā)明將胺類化合物作為一種功能改性劑，對氧化石墨進行胺基化改性，并進一步超聲解離制備氧化石墨烯，制得具有抗菌、抗凝血功能的胺基化氧化石墨烯納米材料。為了完成所述的發(fā)明任務(wù)，本發(fā)明提供一種可控合成具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯的方法，其特征在于利用Brodie法、Hummers法或Maudenmaier法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理，在反應(yīng)液中加入胺類化合物進行反應(yīng)，制得胺類活化的氧化石墨中間產(chǎn)物，所得的中間產(chǎn)物在堿性溶液中超聲分散，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨火布。本發(fā)明將胺類化合物引入氧化石墨片層，這類胺類化合物既可作為反應(yīng)液中的縛酸劑，也作為氧化石墨片層可控解離的促進劑，同時還可使氧化石墨烯具有抗菌、抗凝血功能。這種改性的氧化石墨烯能有效避免氧化石墨烯片層的聚集作用，形成水溶性、分散性更好的氧化石墨烯，有利于各種高分子材料的進一步改性及應(yīng)用。更優(yōu)化和更詳細(xì)地說，所述的利用胺類化合物促進氧化石墨可控解離，并引入抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯的方法包括以下步驟
a)利用Brodie法或Hummers法或Maudenmaier法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處
理；
b)向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入質(zhì)量濃度5飛0%胺類化合物，(T30°C攪拌反應(yīng) Hh后，形成均勻的分散液；
c)將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，烘干濾餅，制得胺類活化的氧化石墨中間產(chǎn)物；
d)將胺類活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用質(zhì)量濃度0.廣5%的堿溶液溶解，超聲分散 0. ^T5h，得到均相溶液；
e)將溶液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅3(T10(TC真空干燥，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯。常用的胺類化合物包括但不限于氨水、脂肪胺、芳香胺、季胺堿、吡啶、吡咯、嚇啉等，最優(yōu)選的是二甲胺、甲胺、三甲胺、乙二胺、十二胺、十六胺、十八胺、苯胺、氫氧化四甲銨、氫氧化(2-羥乙基)。
所述的氧化石墨的質(zhì)量與胺類化合物的體積之比優(yōu)選為l:l(Tl:100，其中氧化石墨的用量以克計，胺類化合物以毫升計。所述的堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。本發(fā)明還涉及所述的方法制得的胺基化氧化石墨烯納米材料。本發(fā)明的胺基化氧化石墨烯納米材料，利用氧化石墨表面的含氧官能團為活性位點，通過有機合成中羧基活化、羥基、羧基酯化等經(jīng)典反應(yīng)將一系列不同性質(zhì)的胺類化合物錨定在氧化石墨的表面(圖2、圖3)，可使氧化石墨的層間距變大，在超聲剝離的外力作用下，胺類化合物對氧化石墨的解離有良好的促進性，可有效增強氧化石墨剝離的程度，從而更利于制備尺寸更小(單片層)的氧化石墨烯(圖2、圖4)。氧化石墨烯片層引入胺類化合物，還可增強氧化石墨烯的生物學(xué)性能，尤其是抗菌性和抗凝血性(圖5、表1)。表1是本發(fā)明合成的胺基化氧化石墨烯(記做GeneO-胺類)與普通氧化石墨烯 (GeneO)在不同濃度時的溶血率。GeneO、GeneO-胺類在0. 5 2. 5 yg/mL濃度范圍內(nèi)溶血率均<5%，對紅細(xì)胞的破壞程度很小，可進一步用于生物醫(yī)用材料的制備中。而100μ g/mL 時GeneO-胺類的溶血率仍低于5% JfiGeneO已超出材料允許的正常溶血率范圍。經(jīng)過胺類活化的氧化石墨烯因其官能團的豐富，使其在較廣的濃度范圍內(nèi)與血液接觸時溶血率較低。表 1
爾愈率--€1-ιαοOJS4麗Λ1I AEMiBJZS2LS 重OO3JM3 SJ221O 5β ΟΟΟ12:.-410IjiEMI3LS3L 重IOO
本發(fā)明中不同胺類化合物的性質(zhì)差異決定了生物功能性氧化石墨烯在制備過程中的剝離程度，決定了氧化石墨烯在抗菌和抗凝血等生物功能性上的差異。應(yīng)用本發(fā)明制備的不同性質(zhì)的具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯，可制備不同用途的納米復(fù)合材料。本發(fā)明的有益效果是
(1)本發(fā)明將胺類化合物引入氧化石墨片層，可大大減少Brodie法、Hummers法或 Maudenmaier法在后處理過程中存在大量廢酸的問題。降低了直接用水洗滌反應(yīng)產(chǎn)物的成本，節(jié)約了水資源。(2)本發(fā)明將胺類化合物引入氧化石墨片層，可使氧化石墨層間距變大，在氧化石
5墨烯的制備過程中易于可控解離成單片/多片層的氧化石墨烯。(3)本發(fā)明將胺類化合物引入氧化石墨片層，可使所制備的氧化石墨烯帶有生物學(xué)功能，如抗菌、抗凝血功能。(4)這種改良的Brodie法、Hummers法或Maudenmaier法制得的氧化石墨烯，不僅可以作為功能化氧化石墨烯的基礎(chǔ)材料，也可用作新型的功能填料，既能滿足生物材料的力學(xué)性能要求，又能使氧化石墨烯具有長期的抗凝血、抗菌功能?？傊?，本發(fā)明的可控合成胺基改性氧化石墨烯納米材料的工藝，其合成方法可控、 簡單，制備周期短，易于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明制備的納米材料可廣泛應(yīng)用于各種高分子材料的改性和應(yīng)用并且具有抗菌、抗凝血生物功能，具有很好的應(yīng)用前景和經(jīng)濟效益。


圖1是本發(fā)明利用胺類化合物促進氧化石墨解離并引入抗菌、抗凝血功能制備氧化石墨烯的反應(yīng)過程示意圖。圖2是本發(fā)明合成的具有代表性的氧化石墨烯(記做GeneO-胺類)的Raman圖。 GeneO (氧化石墨烯)在1350 cm-1 (D峰)和1580 cm- 1 (G峰)兩個位置有比較明顯的吸收峰。與GeneO比較，GeneO-胺類的2D峰峰型對稱，沒有出現(xiàn)肩峰，可以判斷經(jīng)過胺類活化的氧化石墨已完全剝離成單片層的氧化石墨烯。又因為胺類活化引入了官能團，使特征峰位置有略微的偏移。除了 C=O伸縮和變形振動，GeneO-胺類在Raman圖譜中還出現(xiàn)其他峰。在3300 cm-Ι處的A譜帶是N-H伸縮振動；在3360 cm-1處的B譜帶(N-H)是II譜帶的倍頻；在1595 cm-Ι處的I譜帶是C=O伸縮振動、N-H變形振動、C-N伸縮振動。圖3是本發(fā)明合成的具有代表性的氧化石墨烯(記做GeneO-胺類)的FIlR圖。 GeneO,GeneO-胺類結(jié)構(gòu)中都有-0H和-C=O的存在，而GeneO-胺類在1650 cnT1處較GeneO 出現(xiàn)了 O-N伸縮振動。圖如和圖4b是Brodie法(圖4a，記做GeneO)和本發(fā)明合成的具有代表性的氧化石墨烯(圖4b，記做GeneO-胺類)的AFM圖。AFM觀察到GeneO長寬厚尺寸不一，單片層的結(jié)構(gòu)存在但分布不夠均勻。而GeneO-胺類的片層大部分長約1.5 μπκ寬約0.5 ym，片層厚度為廣1.2 nm，片層均勻，且無比1 nm大或小的片層出現(xiàn)，胺類活化的氧化石墨已完全剝離成單一片層的胺類活化的氧化石墨烯。厚度明顯大于石墨的單片厚度0. 34 nm，主要是因為含氧基團和胺類活化基團伸出石墨片外面造成的。圖fe和圖恥是Brodie法(圖5a，記做GeneO)和本發(fā)明合成的具有代表性的氧化石墨烯(圖5b，記做GeneO-胺類)表面粘附大腸桿菌的SEM圖。正常的大腸桿菌細(xì)胞表面光滑，菌體飽滿，呈兩端鈍圓的桿狀，菌體長大約為廣2 μπι。在GeneO表面，大腸桿菌分布較多，大部分呈現(xiàn)死亡狀態(tài)，主要是尺寸效應(yīng)發(fā)揮了抗細(xì)菌粘附的效果。而在GeneO-胺類表面，大腸桿菌粘附數(shù)量較少，均呈現(xiàn)死亡狀態(tài)。粘附的大腸桿菌尺寸由通常的1 Pm變異為2 μπΓ3 μ m，且呈簇存在，死亡的細(xì)菌結(jié)構(gòu)逐漸模糊，桿狀結(jié)構(gòu)逐漸變得扁平。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明進行具體描述，有必要在此指出的是，以下實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。實施例1
利用Brodie法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入5%吡啶化合物，其中，氧化石墨的質(zhì)量與吡啶化合物的體積比為1:10，調(diào)節(jié)？!1至中性， 在0°C攪拌反應(yīng)Ih后，形成均勻的分散液；將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅烘干，得到吡啶活化的氧化石墨中間產(chǎn)物。將吡啶胺類活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用0. 1%氫氧化鈉溶液溶解，超聲分散紐，得到均相溶液；將溶液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅30°C真空干燥3d，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯。實施例2
利用Brodie法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入50%氨水，其中，氧化石墨的質(zhì)量與吡啶化合物的體積比為1:100，調(diào)節(jié)pH至中性，在 30°C攪拌反應(yīng)證后，形成均勻的分散液；將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅烘干，得到氨活化的氧化石墨中間產(chǎn)物。將氨活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用5%氫氧化鉀溶液溶解，超聲分散0.證，得到均相溶液；將溶液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅100°C真空干燥池，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯。實施例3
利用Brodie法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入10%二甲胺，其中，氧化石墨的質(zhì)量與二甲胺的體積比為1:20，調(diào)節(jié)pH至中性，在10°C攪拌反應(yīng)池后，形成均勻的分散液；將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅烘干，得到二甲胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物。將二甲胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用0.洲氫氧化鈉溶液溶解， 超聲分散池，得到均相溶液；將溶液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅30°C真空干燥2d，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯。實施例4
利用Brodie法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入20%甲胺，其中，氧化石墨的質(zhì)量與甲胺的體積比為1:30，調(diào)節(jié)pH至中性，在20°C攪拌反應(yīng)Ih后，形成均勻的分散液；將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅烘干，得到甲胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物。將甲胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用0. 3%氫氧化鈉溶液溶解，超聲分散池，得到均相溶液；將溶液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅40°C真空干燥2d，得到具有抗菌、 抗凝血功能的氧化石墨烯。實施例5
利用Brodie法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入30%三甲胺，其中，氧化石墨的質(zhì)量與三甲胺的體積比為1:40，調(diào)節(jié)pH至中性，在30°C攪拌反應(yīng)Ih后，形成均勻的分散液；將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅烘干，得到三甲胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物。將三甲胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用0. 3%氫氧化鉀溶液溶解， 超聲分散池，得到均相溶液；將溶液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅50°C真空干燥2d，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯。實施例6
利用Brodie法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入30%乙二胺，其中，氧化石墨的質(zhì)量與乙二胺的體積比為1:40，調(diào)節(jié)pH至中性，在40°C攪拌反應(yīng)Ih后，形成均勻的分散液；將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅烘干，得到氨活化的氧化石墨中間產(chǎn)物。將乙二胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用0. 5%氫氧化鉀溶液溶解，超聲分散池，得到均相溶液；將溶液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅50°C真空干燥2d，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯。實施例7
利用Brodie法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入30%十二胺，其中，氧化石墨的質(zhì)量與十二胺的體積比為1:50，調(diào)節(jié)pH至中性，在40°C攪拌反應(yīng)Ih后，形成均勻的分散液；將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅烘干，得到十二胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物。將十二胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用0. 6%氫氧化鈉溶液溶解， 超聲分散池，得到均相溶液；將溶液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅60°C真空干燥ld，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯。實施例8
利用Brodie法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入40%十六胺，其中，氧化石墨的質(zhì)量與十六胺的體積比為1:40，調(diào)節(jié)pH至中性，在50°C攪拌反應(yīng)Ih后，形成均勻的分散液；將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅烘干，得到十六胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物。將十六胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用0. 5%氫氧化鉀溶液溶解， 超聲分散池，得到均相溶液；將溶液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅50°C真空干燥2d，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯。實施例9
利用Brodie法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入30%十八胺，其中，氧化石墨的質(zhì)量與十八胺的體積比為1:40，調(diào)節(jié)pH至中性，在40°C攪拌反應(yīng)Ih后，形成均勻的分散液；將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅烘干，得到十八胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物。將十八胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用0. 7%氫氧化鉀溶液溶解， 超聲分散池，得到均相溶液；將溶液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅50°C真空干燥2d，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯。實施例10
利用Brodie法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入30%十八胺，其中，氧化石墨的質(zhì)量與十八胺的體積比為1:40，調(diào)節(jié)pH至中性，在40°C攪拌反應(yīng)Ih后，形成均勻的分散液；將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅烘干，得到十八胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物。將十八胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用5%氫氧化鉀溶液溶解，超聲分散池，得到均相溶液；將溶液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅50°C真空干燥2d，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯。實施例11
利用Brodie法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入40%苯胺，其中，氧化石墨的質(zhì)量與苯胺的體積比為1:40，調(diào)節(jié)pH至中性，在40°C攪拌反應(yīng)Ih后，形成均勻的分散液；將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅烘干，得到苯胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物。將苯胺活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用1%氫氧化鈉溶液溶解，超聲分散池，得到均相溶液；將溶液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅80°C真空干燥池，得到具有抗菌、 抗凝血功能的氧化石墨烯。
實施例12
利用Brodie法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入30%氫氧化四甲銨，其中，氧化石墨的質(zhì)量與氫氧化四甲銨的體積比為1:40，調(diào)節(jié)pH至中性，在40°C攪拌反應(yīng)Ih后，形成均勻的分散液；將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅烘干，得到氫氧化四甲銨活化的氧化石墨中間產(chǎn)物。將氫氧化四甲銨活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用3%氫氧化鉀溶液溶解，超聲分散lh，得到均相溶液；將溶液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅50°C真空干燥2d，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯。實施例13
利用Brodie法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入40%氫氧化(2-羥乙基)，其中，氧化石墨的質(zhì)量與氫氧化(2-羥乙基)的體積比為1:20， 調(diào)節(jié)PH至中性，在20°C攪拌反應(yīng)Ih后，形成均勻的分散液；將分散液抽濾，洗滌，至濾液中性，濾餅烘干，得到氫氧化(2-羥乙基)活化的氧化石墨中間產(chǎn)物。將氫氧化(2-羥乙基)活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用3%氫氧化鉀溶液溶解，超聲分散lh，得到均相溶液；將溶液抽濾， 洗滌，至濾液中性，濾餅90°C真空干燥池，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯。上述實施例不以任何方式限定本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的形式獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
9
權(quán)利要求
1.一種可控合成具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯的方法，其特征在于，利用 Brodie法、Hummers法或Maudenmaier法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理，在反應(yīng)液中加入胺類化合物進行反應(yīng)，制得胺類活化的氧化石墨中間產(chǎn)物，所得的中間產(chǎn)物在堿性溶液中超聲分散，得到所述的氧化石墨烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控合成具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯的方法，其特征在于所述的方法包括以下步驟a)利用Brodie法、Hummers法或Maudenmaier法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理；b)向制備的氧化石墨的反應(yīng)液中加入質(zhì)量濃度5飛0%胺類化合物，(T30°C下攪拌反應(yīng) Hh后，形成均勻的分散液；c)將分散液抽濾、洗滌，至濾液中性，烘干濾餅，制得胺類活化的氧化石墨中間產(chǎn)物；d)將胺類活化的氧化石墨中間產(chǎn)物用質(zhì)量濃度0.廣5%堿溶液溶解，超聲分散 0. ^T5h，得到均相溶液；e)將溶液抽濾，洗滌濾物至中性，3(T100°C真空干燥，得到所述的氧化石墨烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可控合成具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯的方法，其特征在于所述的胺類化合物為氨水、脂肪胺、芳香胺、季胺堿、吡啶、吡咯或卟啉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可控合成具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯的方法，其特征在于所述的脂肪胺是二甲胺、甲胺、三甲胺、乙二胺、十二胺、十六胺或十八胺；所述的芳香胺是苯胺；所述的季胺堿是氫氧化四甲銨或氫氧化(2-羥乙基)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可控合成具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯的方法，其特征在于所述的氧化石墨的質(zhì)量與胺類化合物的體積比為l:l(Tl:100，其中氧化石墨的用量以克計，胺類化合物以毫升計。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控合成具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯的方法，其特征在于步驟c)中，所述的堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6所述的任一方法制得的具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯納米材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用胺類化合物可控合成胺基化改性氧化石墨烯的方法，以及制得的具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯納米材料。該方法利用Brodie法、Hummers法或Staudenmaier法制備氧化石墨，反應(yīng)液不進行后處理，在反應(yīng)液中加入胺類化合物進行反應(yīng)，制得胺類活化的氧化石墨中間產(chǎn)物，所得的中間產(chǎn)物在堿性溶液中超聲分散，得到具有抗菌、抗凝血功能的氧化石墨烯。本發(fā)明將胺類化合物引入氧化石墨片層，胺類化合物既可作為合成過程中反應(yīng)液中的縛酸劑，也作為氧化石墨片層可控解離的促進劑，同時還可使制得的氧化石墨烯具有抗菌、抗凝血功能。
文檔編號C01B31/04GK102431997SQ20111026285
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者周寧琳, 徐東 申請人:南京師范大學(xué)