一種氧化石墨烯的還原方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氧化石墨烯的還原方法，按10:1-1:1的體積比，將市面上可以出售的蘆薈膠配置成0.1-100g/L的水溶液，與質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01-0.5g/L的氧化石墨烯溶液混合，在20℃-80℃的溫度條件下攪拌1-48h，得到石墨烯溶液，用乙醇和去離子水反復(fù)清洗，離心，干燥處理后得到石墨烯粉末。本發(fā)明直接采用市面上可以出售的蘆薈膠作為還原劑，具備工藝簡(jiǎn)單、原料來源廣泛、反應(yīng)溫和、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種氧化石墨烯的還原方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石墨烯的合成和納米材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種氧化石墨烯的還原方法。

【背景技術(shù)】
[0002]2004年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈.海姆和康斯坦丁.諾沃肖洛夫，利用撕透明膠帶的方法，成功地從石墨中分離出單層原子排列的石墨烯，兩人也因此獲得2010年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)(Science, 2004，306 ( 5696):666-669)。石墨烯由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型蜂巢晶格，其結(jié)構(gòu)單元為碳六元環(huán)，它是一種只有單層碳原子厚度的二維材料。石墨烯是構(gòu)成碳基材料的基本機(jī)構(gòu)單元。它可以包裹形成零維Fullerenes,卷成一維carbon nanotube,層層堆積成三維graphite。從石墨烯發(fā)現(xiàn)的那一天起,石墨烯就已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)，在超級(jí)電容器、透明電極、海水淡化、發(fā)光二極管、傳感器、儲(chǔ)氫、太陽能電池、催化劑載體、復(fù)合材料、生物支架材料、生物成像、藥物輸送、紡織、印染等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
[0003]石墨烯具有優(yōu)異的機(jī)械、電學(xué)、熱學(xué)性能、抗菌性能。石墨烯是世界上最薄的材料，它只有單層原子的厚度，約為0.335nm。石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，透光率高達(dá)97.7%。電阻率10_6Q/cm，比銅或銀更低，為目前世界上電阻率最小的材料。石墨烯具有極大的比表面積，其理論值高達(dá)2630m2/g。導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m*K，常溫下電子遷移率超過15000cm2/V*s，比碳納米管和單晶硅高。楊氏模量為1.lTPa，斷裂強(qiáng)度高達(dá)130GPa。
[0004]石墨烯的制備方法主要有:微機(jī)械剝離法、印章切取轉(zhuǎn)印法、液相剝離法、化學(xué)氣相沉積法、氣溶膠高溫分解法、外延生長(zhǎng)法、無定形碳化物薄膜轉(zhuǎn)化法、氧化石墨烯(GO)還原法及有機(jī)合成法等。其中GO還原法具有成本低、產(chǎn)率高和可批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。目前常用的還原劑包括水合肼、二甲基肼、酚類、硼氫化鈉、含硫化合物、醇類等(炭素技術(shù)，2013，32(5):30-36)。然而，由于GO還原法往往使用肼或硼氫化鈉等有毒或價(jià)格昂貴的試劑作為還原劑，因此開發(fā)綠色、環(huán)保、高效和廉價(jià)的化學(xué)還原技術(shù)十分必要。
[0005]蘆薈(學(xué)名Aloe)，原產(chǎn)于地中海、非洲，為獨(dú)尾草科多年生草本植物，據(jù)考證的野生蘆薈品種300多種，主要分布于非洲等地。蘆薈因其易于栽種，頗受大眾喜愛，為花葉兼?zhèn)涞挠^賞植物?？墒秤玫钠贩N只有六種。蘆薈的葉片中含有超過二百種化合物，其中包括有20種礦物質(zhì)、18種氨基酸、12種維生素及多種黏多糖、脂肪酸、蒽醌類及黃酮類化合物、糖、活性酶等。
[0006]蘆薈能夠作為收斂劑、潤(rùn)滑劑，可抗霉菌、細(xì)菌及病毒，應(yīng)用于燒傷、創(chuàng)傷的愈合與刺激細(xì)胞再生等方面。內(nèi)服可以幫助降低膽固醇、減少因放射治療而導(dǎo)致的發(fā)炎反應(yīng)、增加血液循環(huán)不良之人末梢血管的增生、和緩和胃部刺激狀態(tài)、幫助愈合及作為緩瀉劑。
[0007]蘆薈膠是從天然草本植物蘆薈中萃取而成，純度非常高，無毒副作用，對(duì)割傷、擦傷、傷口潰爛、燙傷、皮膚痕癢、青春痘、黑斑、蚊蟲叮咬、牙痛、唇角潰爛、手術(shù)疤痕等等都有明顯的輔助作用，使用安全可靠，被稱為萬能膠。目前市場(chǎng)上在售的蘆薈膠品牌主要有:完美蘆薈膠、韓國(guó)自然樂園補(bǔ)水蘆薈膠、雅麗潔蘆薈膠、韓束蘆薈膠、韋氏有機(jī)養(yǎng)顏蘆薈膠、凡茜蘆薈膠等。
[0008]目前，已有抗壞血酸、焦掊酸、對(duì)苯二酚、茶多酚、檸檬酸鈉、葡萄糖、果糖、蔗糖等作為氧化石墨烯的還原劑的報(bào)道。但是還未見將蘆薈提取物或者市面上可以出售的蘆薈膠直接用于還原氧化石墨烯。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種氧化石墨烯的還原方法。
[0010]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
按照10:1-1:1的體積比，將市面上可以出售的蘆薈膠配置成0.l-100g/L的水溶液，與質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01-0.5g/L的氧化石墨烯溶液混合，在20°C -80°c的溫度條件下攪拌l_48h，得到石墨烯溶液，用乙醇和去離子水反復(fù)清洗，離心，干燥處理后得到石墨烯粉末。
[0011]作為優(yōu)選方案，氧化石墨烯由氧化石墨經(jīng)超聲剝層制得，為單層氧化石墨烯、多層氧化石墨烯或二者的混合物。
[0012]作為優(yōu)選方案，離心是以8000-12000r/min的轉(zhuǎn)速離心5_20min。
[0013]作為優(yōu)選方案，干燥處理是指將干燥箱溫度設(shè)定在40°C，真空的環(huán)境下干燥l-24h。
[0014]本發(fā)明具有如下有益效果:
市面上可以出售的蘆薈膠大多含有多糖、氨基酸、維生素、蒽醌等成分，可以直接作為氧化石墨烯的還原劑，具備工藝簡(jiǎn)單、原料來源廣泛、反應(yīng)溫和、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0016]實(shí)施例1:
將完美蘆薈膠(完美(中國(guó))日用品有限公司生產(chǎn))配置成1ml的10g/L的水溶液，與1ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.lg/L的氧化石墨烯溶液混合，在20°C的溫度條件下攪拌24h，得到石墨烯溶液，用乙醇和去離子水反復(fù)清洗，9000r/min的轉(zhuǎn)速離心lOmin，40°C真空環(huán)境下干燥20h得到石墨烯粉末。
[0017]實(shí)施例2:
將韓束蘆薈膠(上海韓束化妝品有限公司生產(chǎn))配置成1ml的20g/L的水溶液，與2ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4g/L的氧化石墨烯溶液混合，在40°C的溫度條件下攪拌4h，得到石墨烯溶液，用乙醇和去離子水反復(fù)清洗，8000r/min的轉(zhuǎn)速離心lOmin，40°C真空環(huán)境下干燥24h得到石墨烯粉末。
[0018]實(shí)施例3:
將韓國(guó)自然樂園補(bǔ)水蘆薈膠(韓國(guó)自然樂園化妝品株式會(huì)社生產(chǎn))配置成1ml的50g/L的水溶液，與5ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05g/L的氧化石墨烯溶液混合，在60°C的溫度條件下攪拌12h，得到石墨烯溶液，用乙醇和去離子水反復(fù)清洗，10000r/min的轉(zhuǎn)速離心15min，40°C真空環(huán)境下干燥4h到石墨烯粉末。
[0019]顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
【權(quán)利要求】
1.一種氧化石墨烯的還原方法，其特征在于:按照一定的體積比，將市面上可以出售的蘆薈膠配置成一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水溶液，與一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氧化石墨烯水溶液混合，在一定的溫度條件下攪拌l-48h，得到石墨烯溶液，用乙醇和去離子水反復(fù)清洗，離心，干燥處理后得到石墨烯粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化石墨烯的還原方法，其特征在于，所述的體積比為10:1-1:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米銀的綠色制備方法，其特征在于，蘆薈膠水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.l-100g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化石墨烯的還原方法，其特征在于，氧化石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-0.5g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化石墨烯的還原方法，其特征在于，所述的氧化石墨烯由氧化石墨經(jīng)超聲剝層制得，為單層氧化石墨烯、多層氧化石墨烯或二者的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化石墨烯的還原方法，其特征在于，所述的溫度條件為 20°C -80°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化石墨烯的還原方法，其特征在于，所述的離心是以8000-12000r/min 的轉(zhuǎn)速離心 5_20min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化石墨烯的還原方法，其特征在于，所述的干燥處理是指將干燥箱溫度設(shè)定在40°C，真空的環(huán)境下干燥l_24h。
【文檔編號(hào)】C01B31/04GK104261400SQ201410540915
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】錢景, 趙兵 申請(qǐng)人:錢景