專利名稱：一種兩親性石墨烯的簡單制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種兩親性石墨烯的簡單制備方法，屬于石墨烯制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
石墨烯是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的二維晶體，只有一層碳原子的厚度，是迄今最薄也最堅硬的材料，其導電、導熱能力超強，遠遠超過硅和其他傳統(tǒng)半導體材料。然而石墨烯由于其高比表面積和層間強烈的范德華作用，它們非常容易發(fā)生團聚或者重新疊堆成石墨結(jié)構(gòu)。此外，由于石墨烯在普通溶劑中很難溶解，使得其應(yīng)用都受到了很大的制約(Stankovich, S. ; Dikin, D. A. ;Piner, R. ;Kohlhaas, K. Μ. ;Kleinhammes, A. ; Jia ，Y. ;ffu, Y. ; Nguyen, S. T. ; Ruoff, R. S. Carbon 2007，45，1558 - 1565.)。因此如何高效改性或者修飾石墨烯材料使之能夠應(yīng)用于實際的生產(chǎn)研究中成為石墨烯研究的主要課題。目前對石墨烯的親油性或親水性改性的研究較多，但是能夠利用簡單的辦法同時將石墨烯分散于在油性和水性溶劑的報道甚為少見。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種兩親性石墨烯的簡單制備方法，其目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)所制備的石墨烯成本高，步驟繁瑣，氧化石墨烯還原轉(zhuǎn)變成石墨烯后在有機溶劑中溶解性差，及應(yīng)用性不高等弊端。本發(fā)明利用氧化石墨烯為原料，利用油胺或油酸為還原劑，在還原的同時，實現(xiàn)石墨烯的親油性改性，其后加入聚乙二醇將其改為兩親性，使其既能溶于水中，又能溶于甲苯、環(huán)己烷、丙酮、甲苯、氯仿等有機溶劑，為進一步制備石墨烯復(fù)合材料打下基礎(chǔ)。本發(fā)明技術(shù)方案如下一種制備兩親性石墨烯的簡單方法，按照以下步驟進行(I)將氧化石墨烯溶解于水-酒精溶液中，氧化石墨烯的濃度為O. 01-10mg/ml ;超
聲分散直至分散完全；(2)將油胺/油酸加入步驟(I)所得溶液中，控制用量使氧化石墨烯與油胺/油酸的質(zhì)量比為100 :1-1 :100，攪拌均勻，90-300° C下反應(yīng)0. 1_50小時；(3)將步驟(2)得到產(chǎn)物用環(huán)己烷，氯仿有機溶劑反復(fù)清洗，即可得到一種親油性石墨烯；(4)在步驟(3)所獲得的親油性石墨烯的基礎(chǔ)上，再加入聚乙二醇，親油性石墨烯與聚乙二醇的質(zhì)量比為100 :1-1 :100，攪拌均勻，90-300° C下反應(yīng)0. 1-50小時；(5)將步驟(4)所得產(chǎn)物用水和酒精的混合液反復(fù)清洗，即可得到一種兩親性石墨烯。所述步驟(I)中，酒精與水為任意比例。本發(fā)明優(yōu)點和積極效果如下
本發(fā)明利用氧化石墨烯為原料，利用油胺或油酸為還原劑，在還原的同時，實現(xiàn)石墨烯的親油性改性，其后加入聚乙二醇將其改為兩親性，使其既能溶于水中，又能溶于甲苯、環(huán)己烷、丙酮、甲苯、氯仿等有機溶劑，且制備方法簡單，成本低，能耗低無污染，為石墨烯復(fù)合材料的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
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，以下實施例只用于對本發(fā)明做進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容所作出的一些非本質(zhì)性的改進和調(diào)整，均屬本發(fā)明保護范圍。實施例I :稱取70mg的氧化石墨烯分散于70ml水與酒精溶液中，超聲直至分散完全，獲得均一的氧化石墨烯溶液。加入350mg油胺，充分攪拌混合均勻，在180° C反應(yīng)12小時。靜置 冷卻，取出反應(yīng)生成物，反復(fù)用環(huán)己烷濾洗，充分去除殘余油胺，獲得親油性石墨烯。取35mg親油性石墨烯分散到35ml酒精溶液中，超聲直至分散完全，加入O. 5mg聚乙二醇，充分攪拌混合均勻，在180° C反應(yīng)12小時。靜置冷卻，取出反應(yīng)生成物，用水和酒精的混合液反復(fù)清洗獲得兩親性石墨烯。實施例2:稱取70mg的氧化石墨烯分散于7ml水與酒精溶液中，超聲直至分散完全，獲得均一的氧化石墨烯溶液。加入O. 7mg油酸，充分攪拌混合均勻，在90° C反應(yīng)50小時。靜置冷卻，取出反應(yīng)生成物，反復(fù)用環(huán)己烷濾洗，充分去除殘余油酸，獲得親油性石墨烯。取35mg親油性石墨烯分散到35ml酒精溶液中,超聲直至分散完全,加入Ig聚乙二醇，充分攪拌混合均勻，在90° C反應(yīng)50小時。靜置冷卻，取出反應(yīng)生成物，用水和酒精的混合液反復(fù)清洗，獲得兩親性石墨烯。實施例3 稱取70mg的氧化石墨烯分散于7000ml水與酒精溶液中，超聲直至分散完全，獲得均一的氧化石墨烯溶液。加入700mg油酸，充分攪拌混合均勻，在300° C反應(yīng)24小時。靜置冷卻，取出反應(yīng)生成物，反復(fù)用氯仿濾洗，充分去除殘余油酸，獲得親油性石墨烯。取35mg親油性石墨烯分散到70ml酒精溶液中，超聲直至分散完全，加入IOOmg聚乙二醇，充分攪拌混合均勻，在300° C反應(yīng)O. I小時。靜置冷卻，取出反應(yīng)生成物，用水和酒精的混合液反復(fù)清洗，獲得兩親性石墨烯。
權(quán)利要求
1. 一種制備兩親性石墨烯的簡單方法，其特征在于按照以下步驟進行 (1)將氧化石墨烯溶解于水-酒精溶液中，氧化石墨烯的濃度為O.01-10mg/ml ;超聲分散直至分散完全； (2)將油胺/油酸加入步驟(I)所得溶液中，氧化石墨烯與油胺/油酸的質(zhì)量比為1001-1 :100，攪拌均勻，90-300° C下反應(yīng)O. 1-50小時； (3)將步驟(2)得到產(chǎn)物用環(huán)己烷，氯仿有機溶劑反復(fù)清洗，即可得到一種親油性石墨烯； (4)在步驟(3)所獲得的親油性石墨烯的基礎(chǔ)上，再加入聚乙二醇，親油性石墨烯與聚乙二醇的質(zhì)量比為100 :1-1 :100，攪拌均勻，90-300° C下反應(yīng)O. 1-50小時； (5)將步驟(4)所得產(chǎn)物用水和酒精的混合液反復(fù)清洗，即得到一種兩親性石墨烯。
全文摘要
一種制備兩親性石墨烯的簡單方法，其特征在于按照以下步驟進行將氧化石墨烯溶解于水-酒精溶液中，氧化石墨烯的濃度為0.01-10mg/ml；超聲分散直至分散完全；將油胺/油酸加入所得溶液中，氧化石墨烯與油胺/油酸的質(zhì)量比為1001-1100，攪拌均勻，90-300°C下反應(yīng)0.1-50小時；將得到產(chǎn)物用環(huán)己烷，氯仿有機溶劑反復(fù)清洗后得到一種親油性石墨烯；在)所獲得的親油性石墨烯的基礎(chǔ)上，再加入聚乙二醇，親油性石墨烯與聚乙二醇的質(zhì)量比為1001-1100，攪拌均勻，90-300°C下反應(yīng)0.1-50小時；將所得產(chǎn)物用水和酒精的混合液反復(fù)清洗，即得到一種兩親性石墨烯。其既能溶于水中，又能溶于甲苯、環(huán)己烷、丙酮、甲苯、氯仿等有機溶劑，且制備方法簡單，成本低，能耗低無污染。
文檔編號C01B31/04GK102887507SQ201210376930
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者楊俊和, 劉志文, 馬文昊, 韓卓, 唐志紅 申請人:上海理工大學