一種采用多金屬氧簇復合物制備石墨烯分散液的方法
【專利摘要】一種采用多金屬氧簇復合物制備石墨烯分散液的方法,屬于化工與材料【技術領域】。包括氧化石墨烯的制備;氧化石墨烯的還原及其穩(wěn)定水溶液的制備;多金屬氧簇復合物的制備;多金屬氧簇復合物相轉移并分散石墨烯等四個步驟。本方法是將石墨烯的水溶液與多金屬氧簇復合物的有機溶液混合后,多金屬氧簇復合物的有機無機組分在油/水界面上會發(fā)生相分離,親水的多金屬氧簇朝向水相,疏水的烷基鏈朝向有機相,形成一個不對稱的結構,進而裸露的多金屬氧簇吸附在石墨烯片上,同時烷基鏈的疏水作用將石墨烯轉移至有機相中。本發(fā)明所制備的石墨烯分散液中石墨烯以單片形式存在,且可以穩(wěn)定一個月以上,所得的石墨烯復合材料有望應用于催化以及傳感等領域。
【專利說明】一種采用多金屬氧簇復合物制備石墨烯分散液的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于化工與材料【技術領域】,具體涉及一種采用多金屬氧簇復合物作為穩(wěn)定劑制備石墨烯低極性溶劑分散液的方法,所制備的石墨烯分散液中石墨烯以單片形式存在,且可以穩(wěn)定一個月以上,所得的石墨烯復合材料有望應用于催化以及傳感等領域。
【背景技術】
[0002]石墨烯是一種新型的二維納米碳材料,它是由Sp2雜化的碳原子以六邊形排列形成周期性蜂窩狀結構的單層原子晶體,厚度僅為0.35nm,是已知的最薄的二維材料,并具有許多優(yōu)異的性質(K.S.Novoselov, A.K.Geim, S.V.Morozov, D.Jiang, Y.Zhang, S.V.Dubonos, 1.V.Grigorieva, A.A.Firsov, Science, 2004, 306, 666 ;A.K.Geim, K.S.Novoselov, Nat.Mater., 2007, 6, 183)。鑒于石墨烯的眾多優(yōu)異性質,許多石墨烯復合材料被相繼開發(fā),并在高性能納米電子器件、傳感器、儲能、催化以及生物醫(yī)學等領域展現出廣闊的應用前景。目前通常采用還原的氧化石墨烯作為原料來大批量制備石墨烯復合材料,因此石墨烯的分散與 功能化成為關鍵問題。
[0003]石墨烯層與層之間存在很強的吸附作用,使其極易團聚,只能分散在強極性溶劑中,如水,N-甲基吡咯烷酮,二甲基甲酰胺等(D.R.Dreyer, S.Park, C.ff.Bielawski, R.S.Ruo, Chem.Soc.Rev.,2010,39,228),而在低極性溶劑中無法分散,如氯仿、甲苯等。分散性的問題限制了石墨烯在很多領域的應用。通常來講,需要在石墨烯上修飾穩(wěn)定劑才能使其分散在低極性溶劑中。例如,研究者們在石墨烯片上通過共價鍵修飾烷基鏈或聚合物鏈來提高其在低極性溶劑中的分散性(S.Niyogi, E.Bekyarova, M.E.1tkis, J.L.McWilliams, M.A.Hamon, R.C.Haddon, J.Am.Chem.Soc., 2006, 128, 7720 ;Y.Zhu, A.L.Higginbotham, J.M.Tour, Chem.Mater., 2009, 21, 5284 ;Y.S.Ye, Y.N.Chen, J.S.Wang, J.Rick, Y.J.Huang, F.C.Chang, B.J.Hwang, Chem.Mater., 2012, 24, 2987)。 但是,共價修飾通常涉及復雜的有機反應,不易于操作,隨后,研究者們又發(fā)展了相對簡單的非共價修飾方法,例如基于離子鍵(Y.Liang, D.Wu, X.Feng, K.Miillen, Adv.Mater., 2009, 21, 1679 ;S.Yin, Y.Zhang, J.Kong, C.Zou, C.M.Li, X.Lu, J.Ma, F.Y.C.Boey, X.Chen, ACS Nano, 2011,5,3831),π - ji 相互作用(F.Li, Y.Bao, J.Chai, Q.Zhang, D.Han, L.Niu, Langmuir, 2010,26,12314),疏水作用(T.Wei, G.Luo, Z.Fan, C.Zheng, J.Yan, C.Yao, ff.Li, C.Zhang, Carbon, 2009, 47, 2290)等。然而,目前采用的穩(wěn)定劑均屬于有機或聚合物分子,不包含無機組分,因此制備無機功能化的石墨烯同時又使其分散在低極性溶劑中仍是一個挑戰(zhàn)。
[0004]多金屬氧簇是一類由過渡金屬原子通過氧配位橋連接而成的單分子無機簇合物,具有豐富的化學組成和多樣的骨架結構,并在催化、光、電、磁功能材料等方面展現出優(yōu)異的性質(Μ.T.Pope, A.Miiller, Angew.Chem., Int.Ed.Engl., 1991, 30, 34 ;Special issueon polyoxometalates, Chem.Rev., 1998, 98, I ;D.L.Long, R.Tsunashima, L.Cronin, Angew.Chem.,Int.Ed.,2010, 49,1736)。近期研究表明,多金屬氧簇與石墨烯之間有很強的吸附作用(H.Li, S.Pang, X.Feng, K.Miillen, C.Bubeck, Chem.Commun., 2010, 46, 6243 ;D.Zhou, B.Han, Adv.Funct.Mater., 2010, 20, 2717 ;R.Liu, S.Li, X.Yu, G.Zhang, S.Zhang, J.Yao, B.Keita, L.Nadjo, L.Zhi, Small, 2012,8,1398)。從原理上講,這種吸附作用可以作為一種新
的驅動力來分散石墨烯。但是,目前文獻中未檢索到采用多金屬氧簇在低極性溶劑中分散石墨烯的相關報道。因此,開發(fā)一類基于多金屬氧簇的穩(wěn)定劑來分散石墨烯的方法極具創(chuàng)新性和實用價值。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種以多金屬氧簇復合物作為穩(wěn)定劑制備石墨烯低極性溶劑分散液的方法,該方法對常見的多金屬氧簇復合物都普遍適用。
[0006]本發(fā)明提出了一種以多金屬氧簇與石墨烯之間的吸附作用為驅動力來穩(wěn)定分散石墨烯的新思路。實驗原理為:將石墨烯的水溶液與多金屬氧簇復合物的有機溶液混合后,多金屬氧簇復合物的有機無機組分在油/水界面上會發(fā)生相分離,親水的多金屬氧簇朝向水相,疏水的烷基鏈朝向有機相,形成一個不對稱的結構,進而裸露的多金屬氧簇吸附在石墨烯片上,同時烷基鏈的疏水作用將石墨烯轉移至有機相中。該方法簡單易行,所制備的石墨烯分散液非常穩(wěn)定,且以單片形式存在。 [0007]本發(fā)明是通過以下技術方案實現的:先采用氧化剝離石墨法制備氧化石墨烯,通過超聲、攪拌以及離心的方法裁解分離出尺寸較均一的氧化石墨烯片,并采用水合肼將其還原;多金屬氧簇復合物的制備;將所得的石墨烯水溶液和多金屬氧簇復合物的有機溶液混合攪拌,石墨烯即可從水相被轉移至有機相,分液可得穩(wěn)定的石墨烯有機分散液。在相轉移過程中,多金屬氧簇復合物起到了關鍵作用,一方面提供作用位點;另一方面提供穩(wěn)定組分。本方法所制備的石墨烯分散液中石墨烯以單片形式存在,且可以穩(wěn)定一個月以上,所得的石墨烯復合材料有望應用于催化以及傳感等領域。
[0008]本發(fā)明包括以下技術部分:1、氧化石墨烯的制備;2、氧化石墨烯的還原及其穩(wěn)定水溶液的制備;3、多金屬氧簇復合物的制備;4、多金屬氧簇復合物相轉移并分散石墨烯。
[0009]1、氧化石墨烯的制備
[0010]氧化石墨烯是采用改進的Hummers方法制備的(W.S.Hummers, R.E.0ffemanj J.Am.Chem.Soc.,1958,80,1339 ; J.Zhao, S.Peij W.Renj L.Gaoj H.Cheng, ACSNano,2010,4,5245)。然后將得到的氧化石墨烯分散于去離子水中,溶液濃度為0.05~
0.2mg/mL。
[0011]2、氧化石墨烯的還原及其穩(wěn)定水溶液的制備
[0012]往步驟I所制備得到的氧化石墨烯水溶液中加入還原劑水合肼(質量分數85~95% ),水合肼與氧化石墨烯的質量比為I~10:1,80~120°C反應0.5~4h,可得到穩(wěn)定的石墨烯水溶液(0.05~0.2mg/mL)。
[0013]3、多金屬氧簇復合物的制備
[0014]反應原理:多金屬氧簇在水溶液中表面抗衡離子解離,形成帶有負電荷的簇離子。陽離子表面活性劑與簇離子通過靜電復合,形成穩(wěn)定的有機/無機復合物,并由此將多金屬氧簇轉移至有機相中。
[0015]多金屬氧簇(K7PWn039、K8Siff11O39以及 Na12 [WZn3 (H2O) 2 (Znff9O34) 2]等)的合成方法簡單,部分已經成為工業(yè)化商品,在本專利中直接作為原料使用。
[0016]將陽離子表面活性劑(雙十八烷基二甲基溴化銨,DODA -Br)溶于氯仿、二氯甲烷、苯或者甲苯等低極性有機溶劑中,濃度為I~5mg/mL ;將多金屬氧簇溶于去離子水中,濃度為I~5mg/mL ;在攪拌狀態(tài)下,將表面活性劑的有機溶液滴加到多金屬氧簇的水溶液中,控制二者用量,使表面活性劑的總電荷數與多金屬氧簇的總電荷數的比為0.65~0.95:1 (總電荷數等于單個分子電荷數乘以摩爾量,以確保反應過程中表面活性劑完全消耗),繼續(xù)攪拌I~2小時后,水相中的多金屬氧簇被轉移到有機相中;用分液漏斗將有機相分出,有機相再用去離子水洗2~5次,加入無水硫酸鈉(0.2~0.5g/100mL)干燥處理,最后過濾并蒸干溶劑,得到多金屬氧簇復合物。將得到的多金屬氧簇復合物溶于有機溶劑,如氯仿、二氯甲燒、苯、甲苯等,濃度為0.4~2mg/mL。
[0017]4、多金屬氧簇復合物相轉移并分散石墨烯
[0018]將步驟2中所制備得到的石墨烯水溶液與步驟3所得到的多金屬氧簇復合物有機溶液混合,上層黑色,下層無色,多金屬氧簇復合物與石墨烯的質量比為4~10:1,攪拌I~3h,下層變黑,上層無色,即石墨烯被轉移至有機相中,用分液漏斗分液,即可得穩(wěn)定的石墨烯低極性溶劑分散液。
[0019]通過對石墨烯進行C(Is)的X射線光電子能譜測試可表征氧化石墨烯的還原程度;通過動態(tài)光散射以及透射電子顯微鏡可表征石墨烯在低極性溶劑中的分散程度。
[0020]所制備的石墨烯分散液中石墨烯以單片形式存在,且可以穩(wěn)定一個月以上,所得的石墨烯復合材料有望應用于催化以及傳感等領域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1:多金屬氧簇復合物相轉移石墨烯的過程示意圖;
[0022]圖2:石墨烯的X射線光電子能譜;
[0023]圖3:復合物(DODA)7 [PW11O39]相轉移石墨烯照片;
[0024]圖4:復合物(DODA)7[PW11O39]穩(wěn)定的石墨烯氯仿溶液的動態(tài)光散射尺寸分布圖;
[0025]圖5:復合物(DODA)7[PW11O39]穩(wěn)定的石墨烯氯仿溶液的透射電鏡照片;
[0026]圖6:復合物(DODA) JSiW11O39]相轉移石墨烯照片;
[0027]圖7:復合物(DODA) JSiW11O39]穩(wěn)定的石墨烯氯仿溶液的動態(tài)光散射尺寸分布圖;
[0028]圖8:復合物(DODA) JSiW11O39]穩(wěn)定的石墨烯氯仿溶液的透射電鏡照片;
[0029]圖9:復合物(DODA) 10Na2 [WZn3 (H2O) 2 (Znff9O34) 2]相轉移石墨烯照片;
[0030]圖10:復合物(DODA) 10Na2 [WZn3 (H2O) 2 (Znff9O34) 2]穩(wěn)定的石墨烯氯仿溶液的動態(tài)光散射尺寸分布圖;
[0031]圖11:復合物(DODA)ltlNa2[WZn3 (H2O)2 (ZnW9O34)2]穩(wěn)定的石墨烯氯仿溶液的透射電鏡照片。
[0032]圖1描述了多金屬氧簇復合物相轉移石墨烯的過程:石墨烯11分散在上層水13溶液中,多金屬氧簇復合物12溶解在下層氯仿14中,在水13/氯仿14界面上,多金屬氧簇復合物12發(fā)生相分離,其多金屬氧簇組分朝向水相13,并通過電子轉移相互作用吸附在石墨烯11上;其烷基鏈組分朝向氯仿相14,促進石墨烯11在氯仿14中溶解,從而將石墨烯11從水相13轉移至氯仿相14。[0033]圖2為氧化石墨烯在還原之前(2a)和還原之后(2b)的C(Is)能譜譜圖。該圖中,21:sp2C 峰,峰值 284.6eV ;22:C-O 峰,峰值 286.8eV ;23:C = O 峰,峰值 287.9eV ;24:0_C =O峰,峰值288.9eV ;25:sp3C峰,峰值285.7eV ;26:C-N峰,峰值286.0eV。氧化石墨烯還原之前(2a)C-0/C = 0/0-C = O 基團的含量為 64.5%;還原之后(2b)中 C-0/C = 0/0-C = O基團的含量為11.4%。
[0034]圖3為復合物(DODA)7 [PW11O39]相轉移石墨烯的光學照片,左側玻璃瓶為相轉移之前的結果,上層為黑色的石墨烯水溶液,下層為無色的復合物(DODA)7 [PW11O39]氯仿溶液,攪拌后,上層溶液變成無色,下層變黑,如右側玻璃瓶所示,說明石墨烯已經成功地被轉移至氯仿相中。
[0035]圖4為復合物(DODA)7[PW11O39]穩(wěn)定的石墨烯氯仿溶液的動態(tài)光散射尺寸分布圖,結果顯示(D0DA)7[PWn039]/石墨烯在氯仿中的尺寸為350nm左右,且此分散液很穩(wěn)定,靜置30天無明顯變化。
[0036]圖5為復合物(DODA)7[PW11O39]穩(wěn)定的石墨烯氯仿溶液的透射電鏡照片,從圖5a中可觀察到單片的石墨烯;在高分辨率倍數下,可以發(fā)現復合物的無機部分[PW11O39]7-以黑點的形式均勻地分布在石墨烯上 ,如圖5b所示。
[0037]圖6為復合物(DODA)8 [SiW11O39]相轉移石墨烯的光學照片,左側玻璃瓶為相轉移之前的結果,上層為黑色的石墨烯水溶液,下層為無色的復合物(DODA)8[SiW11O39]氯仿溶液,攪拌后,上層溶液變成無色,下層變黑,如右側玻璃瓶所示,說明石墨烯已經成功地被轉移至氯仿相中。
[0038]圖7為復合物(DODA)8[SiW11O39]穩(wěn)定的石墨烯氯仿溶液的動態(tài)光散射尺寸分布圖,結果說明(DODA) 8 [Siff11O39] /石墨烯在氯仿中的尺寸為350nm左右,且此分散液很穩(wěn)定,靜置30天無明顯變化。
[0039]圖8為復合物(DODA) JSiW11O39]穩(wěn)定的石墨烯氯仿溶液的透射電鏡照片,從圖8a中可觀察到單片的石墨烯;在高分辨率倍數下,可以發(fā)現復合物的無機部分[SiW11O39]8-以黑點的形式均勻地分布在石墨烯上,如圖8b所示。
[0040]圖9為復合物(DODA)ltlNa2 [WZn3 (H2O)2 (ZnW9O34)2]相轉移石墨烯的光學照片,左側玻璃瓶為相轉移之前的結果,上層為黑色的石墨烯水溶液,下層為無色的復合物(DODA)ltlNa2 [WZn3 (H2O) 2 (Znff9O34) 2]氯仿溶液,攪拌后,上層溶液變成無色,下層變黑,如右側玻璃瓶所示,說明石墨烯已經成功地被轉移至氯仿相中。
[0041]圖10為復合物(DODA)ltlNa2 [WZn3 (H2O)2 (ZnW9O34)2]穩(wěn)定的石墨烯氯仿溶液的動態(tài)光散射尺寸分布圖,結果說明(DODA) 10Na2 [WZn3 (H2O) 2 (Znff9O34) 2] /石墨烯在氯仿中的尺寸為350nm左右,且此分散液很穩(wěn)定,靜置30天無明顯變化。
[0042]圖11為復合物(DODA)ltlNa2 [WZn3 (H2O)2 (ZnW9O34)2]穩(wěn)定的石墨烯氯仿溶液的透射電鏡照片,從圖1la中可觀察到單片的石墨烯;在高分辨率倍數下,可以發(fā)現復合物的無機部分[WZn3 (H2O)2 (ZnW9O34)2]12_以黑點的形式均勻地分布在石墨烯上,如圖1lb所示。
【具體實施方式】
[0043]下面的具體實施例對本發(fā)明作進一步闡述,而不代表依此對本發(fā)明進行限制。
[0044]實施例1:氧化石墨烯的制備[0045]稱取2g NaNO3和2g石墨于IL的燒杯中,在冰水浴中攪拌(300rpm)下,加入96mL濃硫酸(質量分數98% )后,攪拌IOmin ;緩慢將12g KMnO4加入其中,再在冰水浴中攪拌
1.5h ;然后加熱至35°C,攪拌2h ;用滴管緩慢滴加80mL去離子水,約30min,再直接倒入200mL去離子水(600rpm),然后加入IOmL H2O2 (質量分數30% ),攪拌IOmin ;最后加入約IOmL的H2O2 ;12000rpm離心15min,透析至pH值為5~6 ;加去離子水稀釋至1000mL,超聲IOmin,再用5000rpm離心10min,除掉未剝離的石墨顆粒;再以12000rpm離心Ih收集絮狀粘稠狀物,收集物中仍含有大量的水,加入約200mL的乙醇,離心,收集沉淀,在40°C的真空干燥箱中干燥48h,最終產物為棕黑色固體,即氧化石墨烯。
[0046]將氧化石墨烯以lmg/mL的濃度分散在去離子水中,超聲攪拌2h,用12000rpm離心IOmin,收集上層液體,再濃縮至2mg/mL, 6000rpm離心10min,收集上層液體,最后12000rpm離心lh,收集絮狀物,加乙醇60°C旋蒸3次,真空干燥箱中60°C干燥48h,從而得到尺寸較
均一的氧化石墨烯。
[0047]實施例2:氧化石墨烯的還原及其穩(wěn)定水溶液的制備
[0048]5mg氧化石墨烯超聲15min分散在IOOmL去離子水中,濃度為0.05mg/mL,加入50 μ L水合肼(質量分數85% ),水合肼與氧化石墨烯的質量比為8.2:1,95°C油浴中反應lh,攪速500rpm,溶液顏色由黃棕色逐漸變黑。
[0049]實施例3:多金屬氧簇復合物(DODA)7 [PW11O39]的合成
[0050]將200mg DODA.溶于 80mL 氯仿中,濃度為 2.5mg/mL ;將 18TmgK7PW1 A9 溶于80mL去離子水中,濃度為2.3mg/mL,表面活性劑的總電荷數與多金屬氧簇的總電荷數的比為0.71:1 ;在攪拌狀態(tài)下,將DODA -Br的氯仿溶液滴加到K7PW11O39的水溶液中,繼續(xù)攪拌2小時后,用分液漏斗將有機相分出,有機相再用20mL去離子水洗3次,加入0.4g無水硫酸鈉干燥處理,最后過濾并蒸干溶劑,得到復合物。所得的復合物能夠溶于常見的有機溶劑,如氯仿、二氯甲烷、苯、甲苯等。
[0051]實施例4:多金屬氧簇復合物(DODA) JSiW11O39]的合成
[0052]將200mg DODA.Br 溶于 80mL 氯仿中,濃度為 2.5mg/mL ;將 145mgK8SiWn039 溶于80mL去離子水中,濃度為1.8mg/mL,表面活性劑的總電荷數與多金屬氧簇的總電荷數的比為0.82:1 ;在攪拌狀態(tài)下,將DODA.Br的氯仿溶液滴加到K8SiW11O39的水溶液中,繼續(xù)攪拌2小時后,用分液漏斗將有機相分出,有機相再用20mL去離子水洗3次,加入0.4g無水硫酸鈉干燥處理,最后過濾并蒸干溶劑,得到復合物。所得的復合物能夠溶于常見的有機溶劑,如氯仿、二氯甲烷、苯、甲苯等。
[0053]實施例5:多金屬氧簇復合物(DODA) 10Na2 [WZn3 (H2O) 2 (Znff9O34) 2]的合成
[0054]將200mg DODA.Br 溶于 80mL 氯仿中,濃度為 2.5mg/mL ;將213mgNa12 [WZn3 (H2O) 2 (Znff9O34) 2]溶于80mL去離子水中,濃度為2.7mg/mL,表面活性劑的總電荷數與多金屬氧簇的總電荷數的比為0.65:1 ;在攪拌狀態(tài)下,將DODA.Br的氯仿溶液滴加到Na12 [WZn3 (H2O) 2 (Znff9O34) 2]的水溶液中,繼續(xù)攪拌2小時后,用分液漏斗將有機相分出,有機相再用20mL去離子水洗3次,加入0.4g無水硫酸鈉干燥處理,最后過濾并蒸干溶劑,得到復合物。所得的復合物能夠溶于常見的有機溶劑,如氯仿、二氯甲烷、苯、甲苯等。
[0055]實施例6:多金屬氧簇復合物(DODA) 7 [Pff11O39]相轉移并分散石墨烯
[0056]將實例2中所制備得到的石墨烯水溶液(0.05mg/mL, 7mL)與實施例3所合成的復合物(DODA)7[PW11O39]氯仿溶液(0.42mg/mL, 7mL)混合,攪拌2h,下層無色溶液變黑,上層無色,即石墨烯被轉移至有機相中,用分液漏斗分液可得穩(wěn)定的石墨烯有機分散液。
[0057]實施例7:多金屬氧簇復合物(DODA) JSiW11O39]相轉移并分散石墨烯
[0058]將實例2中所制備得到的石墨烯水溶液(0.05mg/mL, 7mL)與實施例4所合成的復合物(DODA) JSiW11O39]氯仿溶液(0.45mg/mL,7mL)混合,攪拌2h,下層無色溶液變黑,上層無色,即石墨烯被轉移至有機相中,用分液漏斗分液可得穩(wěn)定的石墨烯有機分散液。
[0059]實施例8:多金屬氧簇復合物(DODA)ltlNa2 [WZn3 (H2O)2 (ZnW9O34)2]相轉移并分散石墨烯
[0060]將實例2中所制備得到的石墨烯黑色水溶液(0.05mg/ mL, 7mL)與實例5所合成的復合物(DODA) 10Na2 [WZn3 (H2O) 2 (Znff9O34) 2]無色氯仿溶液(0.67mg/mL,7mL)混合,攪拌 2h,下層無色溶液變黑,上層變成無色,即石墨烯被轉移至有機相中,用分液漏斗分液可得穩(wěn)定的石墨烯有機分散液。
【權利要求】
1.一種采用多金屬氧簇復合物制備石墨烯分散液的方法,其步驟如下: (1)氧化石墨烯的還原及其穩(wěn)定水溶液的制備 向濃度為0.05~0.2mg/mL的氧化石墨烯水溶液中加入質量分數85~95%還原劑水合肼進行還原,水合肼與氧化石墨烯的質量比為I~10:1,80~120°C反應0.5~4h,得到穩(wěn)定的石墨烯水溶液。 (2)多金屬氧簇復合物的制備 將陽離子表面活性劑溶于低極性有機溶劑中,濃度為I~5mg/mL ; 將多金屬氧簇溶于水中,濃度為I~5mg/mL ;在攪拌狀態(tài)下,將表面活性劑的有機溶液滴加到多金屬氧簇的水溶液中,表面活性劑的總電荷數與多金屬氧簇的總電荷數的比為0.70~0.95:1,繼續(xù)攪拌I~2小時后,水相中的多金屬氧簇被轉移到有機相中;用分液漏斗將有機相分出,有機相再用水洗2~5次,加無水硫酸鈉干燥處理,最后過濾并蒸干溶劑得到多金屬氧簇復合物;將多金屬氧簇復合物溶于低極性有機溶劑中,濃度為0.4~2mg/mL。 (3)多金屬氧簇復合物相轉移并分散石墨烯 將步驟(1)中制備的石墨烯水溶液與步驟(2)制備的多金屬氧簇復合物有機溶液混合,多金屬氧簇復合物與石墨烯的質量比為4~10:1,攪拌I~3h后,下層變黑,上層無色,即氧化石墨烯被轉移至有機相中,用分液漏斗分液即可得到穩(wěn)定的石墨烯低極性溶劑分散液。
2.如權利要求1所述的一種采用多金屬氧簇復合物制備石墨烯分散液的方法,其特征在于:多金屬氧簇為 K7Pff11O39^K8Siff11O39 或 Na12 [WZn3 (H2O)2(Znff9O34)2]。
3.如權利要求1所述的一種采用多金屬氧簇復合物制備石墨烯分散液的方法,其特征在于:陽離子表面活性劑為雙十八烷基二甲基溴化銨。
4.如權利要求1所述的一種采用多金屬氧簇復合物制備石墨烯分散液的方法,其特征在于:低極性有機溶劑為氯仿、二氯甲烷、苯或甲苯。
【文檔編號】C01B31/04GK104016337SQ201410264907
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權日:2014年6月13日
【發(fā)明者】王珊, 李昊龍, 吳立新 申請人:吉林大學