制備官能化的石墨烯的方法
【專利摘要】一種制備官能化的石墨烯的方法，其包括在配位溶劑存在下用堿金屬處理石墨烯，和加入官能化化合物。該方法進(jìn)一步包括通過加入質(zhì)子介質(zhì)來淬滅未反應(yīng)的堿金屬，和分離該官能化的石墨烯。
【專利說明】制備官能化的石墨烯的方法
[0001]交叉引用的相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求2011年8月4日提交的美國(guó)申請(qǐng)N0.13/198342的權(quán)益，其在此整體引入作為參考。
[0003]發(fā)明背景
[0004]納米顆粒通常在多種新應(yīng)用中獲得了越來越多的應(yīng)用，從具有不同物理性能的復(fù)合材料到改進(jìn)的電子裝置。隨著納米顆粒的實(shí)用性的增加和成本的降低(其與幾年前相比變得可以以相對(duì)量利用)，在調(diào)整納米顆粒的性能來進(jìn)一步適應(yīng)更高級(jí)的應(yīng)用所需方面更令人感興趣。 [0005]已經(jīng)檢查了衍生納米顆粒來改變它們的性能和調(diào)整它們的環(huán)境相互作用，用于反應(yīng)性和合適的條件，包括碳質(zhì)納米顆粒(例如納米管、納米石墨、炭黑等)的那些。例如，美國(guó)專利申請(qǐng)公開N0.2010/0592463公開了在還原性烷基化(有時(shí)候在本領(lǐng)域中稱作還原性胺化)條件下衍生碳粒子，包括納米管。但是，使用了在液氨中溶解金屬的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的這種反應(yīng)，需要低溫，并且通常不易于規(guī)?；?。此外，液氨會(huì)與某些官能團(tuán)(例如酯、酸酐和?；?反應(yīng)，因此與這些官能團(tuán)不相容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]現(xiàn)有技術(shù)中上面和其他的缺點(diǎn)可以通過在一個(gè)實(shí)施方案中，一種制備官能化的石墨烯的方法來克服，該方法包括在配位溶劑存在下，用堿金屬處理石墨烯，和加入官能化化合物。
[0007]在另一實(shí)施方案中，一種制備官能化的石墨烯的方法包括將堿金屬溶解在配位溶劑中，加入石墨烯，和加入官能化化合物。
[0008]在另一實(shí)施方案中，一種制備官能化的石墨烯的方法包括將四氫呋喃與萘合并，將堿金屬溶解在四氫呋喃和萘的合并物中，加入石墨烯，和加入官能化化合物。
【具體實(shí)施方式】
[0009]這里公開的是一種官能化的石墨烯的新方法。在該方法中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)石墨烯(其具有類似于納米管的延伸的η電子系統(tǒng)，但是在該延伸的系統(tǒng)中不具有散布的五元環(huán))可以使用溶解金屬的技術(shù)來衍生，而不需要使用液氨來溶解該金屬(即，堿金屬)。代替的，使用配位溶劑(例如醚，如四氫呋喃)來幫助溶解和來穩(wěn)定金屬化的石墨烯中間體。另外，包括芳烴(例如萘)作為電子轉(zhuǎn)移劑，來將電子從堿金屬(例如鈉)轉(zhuǎn)移到石墨烯，和將所形成的陰離子用陰離子反應(yīng)性化合物處理，來進(jìn)行改性。以此方式，通過改進(jìn)的Birch還原來官能化石墨烯，而不使用氨或者其他胺溶劑，特別是伯胺或者仲胺。所得到的方法是一種通用的、更安全和可更大規(guī)?；姆椒?，用于石墨烯官能化。
[0010]該制備官能化的石墨烯的方法因此包括在配位溶劑存在下用堿金屬處理石墨烯，和加入官能化化合物。
[0011]根據(jù)這里公開的方法來衍生石墨烯，包括納米石墨烯和石墨烯纖維。石墨烯和納米石墨烯實(shí)際上是標(biāo)稱厚度的二維顆粒，具有一層或多層的稠合的碳原子六邊形環(huán)，其具有延伸的離域的H電子系統(tǒng)，通過堆疊相互作用而分層和彼此弱鍵合。通常石墨烯(包括納米石墨烯)可以在一個(gè)實(shí)施方案中是這種延伸的碳環(huán)的單片，或者在另一實(shí)施方案中是這種延伸的碳環(huán)的幾個(gè)片的堆疊體。在一些實(shí)施方案中，該片具有微米級(jí)尺寸(即，平均粒度小于約Iym);納米級(jí)尺寸(即，平均粒度大于或等于約I μ m);或者微米級(jí)和納米級(jí)尺寸二者。作為此處使用的，“平均粒度”指的是基于顆粒的最大線性維度(有時(shí)候稱作“直徑”)的數(shù)均粒度。粒度(包括平均的、最大的和最小的粒度)可以通過適當(dāng)?shù)臏y(cè)定粒子尺寸的方法來測(cè)定，例如使用激光光源的靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)光散射(SLS或DLS)。
[0012]例如，在一些實(shí)施方案中，石墨烯的平均粒度是約1-約20 μ m，具體地約1-約15 μ m，和處于納米級(jí)尺寸的平均厚度(最小)尺寸小于或等于約50nm，具體地小于或等于約25nm，和更具體地小于或等于約10nm。一種示例性的納米石墨烯的平均粒度是約1-10 μ m,和具體地 2-8 μ m。
[0013]不同平均粒度的石墨烯是有用的，以此方式，石墨烯的粒度分布是單峰的(表現(xiàn)出單個(gè)分布)，表現(xiàn)出兩個(gè)分布的雙峰或者表現(xiàn)出大于一個(gè)粒度分布的多峰。例如，較小的納米石墨烯(小于約250nm和包括亞微米尺寸的石墨烯(約250nm_小于約I μ m))可以與平均粒度大于或等于Iym的石墨烯合并。石墨烯纖維(即，平均最大尺寸大于Imm和長(zhǎng)寬比大于10的石墨烯顆粒，這里該石墨烯顆粒形成了相互鍵合的鏈)也使用這里公開的方法來官能化。
[0014]石墨烯可以是多種維度的，二維長(zhǎng)寬比(即，在假定的厚度下長(zhǎng)度與寬度之比；直徑與厚度之比；或者對(duì)于片狀石墨烯來說，表面積與橫截面積之比)主要地大于或等于10，具體地大于或等于100，更具體地大于或等于200，和仍然更具體地大于或等于500。類似地，二維長(zhǎng)寬比小于或等于10，000，具體地小于或等于5，000，和仍然更具體的小于或等于I, 000。
[0015]納米石墨烯通過從石墨源剝落來形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，石墨烯通過石墨、插層石墨和納米石墨的剝落來形成。示例性的剝落方法包括但不限于本領(lǐng)域中實(shí)踐的那些，例如氟化、酸插層、酸插層隨后熱沖擊處理等。將會(huì)理解的是，石墨的剝落可以提供作為僅一個(gè)分子厚的單片的石墨烯，或者作為相對(duì)較少片的分層堆疊體的石墨烯。在一個(gè)實(shí)施方案中，剝落的石墨烯具有小于50個(gè)單片層，具體地小于20個(gè)單片層，具體地小于10個(gè)單片層，和更具體地小于5個(gè)單片層。
[0016]石墨烯(包括納米石墨烯)可以如下來制備:剝落納米石墨，或者通過“拉開”納米管來形成納米石墨烯帶，隨后官能化該石墨烯的合成程序。
[0017]剝落以形成石墨烯或者納米石墨烯通過剝落石墨源(例如石墨、插層石墨和納米石墨)來進(jìn)行。示例性的剝落方法包括但不限于本領(lǐng)域?qū)嵺`的那些，例如氟化、酸插層、酸插層隨后熱沖擊處理等，或者包括前述至少一種的組合。納米石墨的剝落提供了具有比非剝落的納米石墨更少的層的納米石墨烯。將會(huì)理解的是，納米石墨的剝落提供了作為僅一個(gè)分子厚的單片的納米石墨烯，或者作為相對(duì)較少片的分層堆疊體的納米石墨烯。在一個(gè)實(shí)施方案中，剝落的納米石墨烯具有小于50個(gè)單片層，具體地小于20個(gè)單片層，具體地小于10個(gè)單片層，和更具體地小于5個(gè)單片層。
[0018] 對(duì)于最小的5%的石墨烯而言,最小粒度小于0.05nm,具體地小于或等于0.02nm,和更具體地小于或等于0.01nm。類似地，對(duì)于95%的石墨烯而言，最大粒度大于或等于900nm,具體地大于或等于750nm,和更具體地大于或等于500nm。石墨烯粒子具有大于300m2/g,具體地300m2/g-1800m2/g和更具體地500m2/g-1500m2/g的高比表面積。
[0019]石墨烯用堿金屬和配位溶劑處理。作為此處使用的，“處理”通常包括將石墨烯與溶解在配位溶劑中的堿金屬溶液接觸。這樣做時(shí)，游離的“溶劑化的”電子從溶液直接或間接的(如下面進(jìn)一步所述的，通過電子轉(zhuǎn)移化合物)轉(zhuǎn)移到石墨烯，其然后形成η穩(wěn)定的陰離子自由基。在一個(gè)實(shí)施方案中，堿金屬是鋰、鈉、鉀、其合金或者包含前述至少一種的組合。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，堿金屬是鈉。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，堿金屬相對(duì)于石墨烯的化學(xué)計(jì)量沒有特別限制，因?yàn)槭┛梢杂靡环N或多種取代基取代，和因此所用的堿金屬的摩爾量取決于所需的石墨烯的取代度。
[0020]將堿金屬溶解在配位溶劑中。配位溶劑包括醚、胺或者包含前述至少一種的組合。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，配位溶劑是醚和/或叔胺。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，配位溶劑不是氨。配位溶劑是質(zhì)子惰性的，并且基本沒有質(zhì)子污染物，例如水分、醇、質(zhì)子胺(伯和仲)、氫過氧化物或者其他反應(yīng)性物類，包括羰基化合物如酸、酮、醛、酯等。
[0021]配位溶劑是醚時(shí)，可以使用任意醚，只要它不與堿金屬反應(yīng)即可。有用的醚包括烷基或環(huán)烷基醚。示例性的醚包括四氫呋喃、二噁烷、乙醚、異丙醚、正丁醚、仲丁醚、甲基叔丁基醚、1，2- 二甲氧基乙烷、1，2- 二甲氧基丙烷、1，3- 二甲氧基丙烷、1，2- 二乙氧基乙烷、1，2- 二乙氧基丙烷、1，3- 二乙氧基丙烷或者包含前述至少一種的組合。
[0022]可用作配位溶劑的胺包括叔胺。有用的胺是叔烷基或環(huán)烷基胺。示例性的這種胺包括叔胺，包括η-甲基哌啶、η-甲基嗎啉、N，N, N’，N’-四甲基-1，2-二氨基乙烷或者包含前述至少一種的組合。
[0023]在處理過程中除了配位溶劑之外，可以進(jìn)一步包括非配位溶劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，非配位溶劑可以是非反應(yīng)性的、質(zhì)子惰性的烴溶劑。示例性的這種溶劑包括己烷、庚烷、辛烷(包括正辛烷)和2，2，4-三甲基戊烷、環(huán)戊烷、甲基環(huán)戊烷、乙基環(huán)戊烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、石油醚(包括石腦油和輕石油)等或`者它們的組合。
[0024]陰離子反應(yīng)性化合物是烷基鹵化物、芳烷基鹵化物、酯、酰胺、碳酸酯、醛、不飽和酯或者包含前述至少一種的組合。示例性的陰離子反應(yīng)性化合物包括仏，烷基鹵化物X1,羰基化合物，包括酸、酯、酰胺、酸酐、酮、碳酸酯、醛等環(huán)羰基化合物，包括內(nèi)酯、碳酸酯、環(huán)酮等，或者包含前述至少一種的組合。示例性的這種陰離子反應(yīng)性化合物包括鹵代烷烴例如氯-、溴-和碘_乙燒、丙烷、丁燒、戍燒、己燒、辛燒、壬燒、癸燒、十二燒等。在此有用的其他陰離子反應(yīng)性化合物包括二氧化碳、過氧化物、環(huán)氧化物等。在一個(gè)實(shí)施方案中，陰離子反應(yīng)性化合物可以是雙官能的，包括例如鹵素官能度和羰基官能度二者。例如，有用的雙官能陰離子反應(yīng)性化合物包括ω鹵代酸(例如溴乙酸)、ω鹵代脂肪族酸(例如10-溴癸酸、12-溴十二烷酸)等，但不限于這些。將會(huì)理解的是，官能化的石墨烯可以進(jìn)一步衍生以將該官能團(tuán)變成不同的官能團(tuán)，而無限制。
[0025]這樣官能化的石墨烯包括官能團(tuán)，例如羧基、環(huán)氧、醚、酮、胺、羥基、烷氧基、烷基、內(nèi)酯、芳基、官能化的聚合物型或低聚物型基團(tuán)或者包含前述官能團(tuán)的至少一種的組合，這取決于所用的陰離子反應(yīng)性化合物。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，石墨烯用烷基、羧酸基團(tuán)、聚合物型基團(tuán)等官能化。同樣在一個(gè)實(shí)施方案中，石墨烯在官能化后包含約0.1-約75wt%、更具體地約1-約50wt%、更具體地約2-約25wt%和仍然更具體地約5-約20wt%的官能團(tuán)，基于官能化的石墨烯的總重量。
[0026]堿金屬和官能化化合物以化學(xué)計(jì)量量存在。在一個(gè)實(shí)施方案中，堿金屬和官能化化合物分別以約1.2:1-1:1.2的摩爾比、具體地以約1.1:1-1:1.1的摩爾比、和仍然更具體地以約1.05:1-1:1.05的摩爾比存在。處理進(jìn)行任何必需量的時(shí)間，以有效地確保定量的電子從反應(yīng)介質(zhì)轉(zhuǎn)移到石墨烯。在一個(gè)實(shí)施方案中，處理進(jìn)行小于或等于約I小時(shí)，具體地小于或等于約，這里將會(huì)理解的是，該時(shí)間段從石墨烯加入到反應(yīng)混合物的時(shí)間開始。在另一使用了電子轉(zhuǎn)移劑的實(shí)施方案中，堿金屬和電子轉(zhuǎn)移劑分別以約1.2:1-1:1.2的摩爾t匕、具體地以約1.1:1-1:1.1的摩爾比、和仍然更具體地以約1.05:1-1:1.05的摩爾比存在。
[0027]在一個(gè)實(shí)施方案中，處理進(jìn)一步和更具體地包括將堿金屬溶解在配位溶劑中，隨后加入石墨烯。在另一實(shí)施方案中，電子轉(zhuǎn)移劑包括在溶劑中。在一個(gè)實(shí)施方案中，處理因此進(jìn)一步包括在溶解堿金屬之前加入電子轉(zhuǎn)移劑到配位溶劑中。有用的電子轉(zhuǎn)移劑包括例如萘、蒽、菲等。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，電子轉(zhuǎn)移劑是萘。
[0028]該反應(yīng)在不存在氧時(shí)進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，該反應(yīng)在惰性氣氛下進(jìn)行，該惰性氣氛包括氮?dú)狻鍤獾?，或者包含前述至少一種的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，氧的存在量小于IOOppm,具體地小于IOppm,和更具體地小于Ippm,基于體積。要注意的是,在鋰為該堿金屬時(shí)，不期望在氮?dú)庀逻M(jìn)行該反應(yīng)，氮與鋰反應(yīng)產(chǎn)生氮化鋰。
[0029]在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括通過加入質(zhì)子介質(zhì)來淬滅未反應(yīng)的堿金屬，和分離官能化的石墨烯。該質(zhì)子介質(zhì)可以例如是醇、水或者它們的組合。例如，在使用組合時(shí)，淬滅可以如下來進(jìn)行:通過最初加入醇(其對(duì)于未反應(yīng)的溶解的堿金屬具有較低的反應(yīng)性)，隨后加入水，和/或加入酸。在一個(gè)示例性的程序中，淬滅如下來進(jìn)行:加入醇(例如甲醇或乙醇)，隨后加入水或者稀鹽酸。將會(huì)理解的是，淬滅方法僅通過這些來說明，并不限于此。
[0030]在另一實(shí)施方案中，制備官能化的石墨烯的方法包括將堿金屬溶解在配位溶劑中，加入石墨烯，和加入官能化化合物。在另一實(shí)施方案中，該方法包括將四氫呋喃和萘合并，將堿金屬溶解在四氫呋喃和萘的合并物中，加入石墨烯，和加入官能化化合物。
[0031]將進(jìn)一步理解的是，處理和官能化(通過加入官能化化合物)
[0032]上面的和其他的實(shí)施方案在下面的實(shí)施例中進(jìn)一步說明，其是說明性的，但不被認(rèn)為是限制于此。
[0033]制備十二烷基官能化的石墨稀。石墨稀(nXGP，5 μ m平均粒度，可犾自XGSciences)通過改進(jìn)的Birch還原,使用四氫呋喃(THF)和金屬鈉如下來官能化。通過套管在IS氣氛下向裝備有攪拌棒和塞子的火焰干燥的250ml三頸燒瓶中加入200ml無水的蒸懼的THF (從二苯甲酮羰游基鈉蒸餾)。向THF中加入4.26g(33.33mmol)的萘作為電子轉(zhuǎn)移劑，并且攪拌15分鐘，直到萘溶解。然后加入新切下的Na片(0.76g，33.33mmol)，和將該混合物攪拌30分鐘，在此期間該溶液由于電子的溶劑化而變成綠色。將石墨烯(200mg;事先真空干燥)加入該反應(yīng)燒瓶中，并且攪拌30分鐘。然后通過注射器穿過隔膜加入十二烷基碘(9.86g，33.33mmol)。該反應(yīng)然后在室溫?cái)嚢?8小時(shí)，此時(shí)加入乙醇來淬滅反應(yīng)容器中任何剩余的未反應(yīng)的鈉，其后將該反應(yīng)混合物用IOml稀(0.1M水溶液)HCl淬滅，和攪拌另外30分鐘，然后轉(zhuǎn)移到分液漏斗。加入己烷(50ml)來從含水層中分離官能化的石墨烯(這里該官能化的石墨烯懸浮在含水相和有機(jī)相的界面處)。除去含水層，并且將有機(jī)(含己烷)層(其包含含官能化的石墨烯的界層)用水清洗(3X 100ml)，直到無色。將沉淀的十二烷基官能化的石墨烯如下來收集:在0.45μπι聚四氟乙烯(PTFE)過濾器上過濾有機(jī)層/懸浮液層，并且用乙醇和己烷的70:30(ν/ν)混合物反復(fù)清洗。
[0034]熱重量分析(TGA)在TA Instruments Q500熱重量分析儀上進(jìn)行。將樣品在110°C加熱30分鐘，然后以10°C /min的升溫速率加熱到850°C。該樣品表現(xiàn)出16wt%的重量損失，對(duì)應(yīng)于官能度損失。
[0035]熱導(dǎo)率。將通過上面開發(fā)的方法所獲得的十二烷基官能化的石墨烯分散在電潛水泵(ESP)電機(jī)用油(CL-7,獲自Centerlift, Inc.)中，并且評(píng)價(jià)熱導(dǎo)率和穩(wěn)定性。制備十二烷基官能化的石墨烯的分散體(0.8wt%)。通過放置，目視觀察到十二烷基官能化的石墨烯的分離。樣品的熱導(dǎo)率使用 ThermTest Inc.的 Hot Disk? TSP500Thermal ConstantsAnalyzer來進(jìn)行，并且當(dāng)在100°C和150°C測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)是對(duì)照的CL-7ESP電機(jī)用油(其在這些溫度保持不變)的19倍。
[0036]雖然已經(jīng)顯示和描述了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案，但是可以對(duì)其進(jìn)行改變和替換，而不脫離本發(fā)明的主旨和范圍。因此，將會(huì)理解的是，本發(fā)明已經(jīng)通過說明性而非限制性的方式進(jìn)行了描述。
[0037]該書面說明使用實(shí)施例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且也使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。本發(fā)明可專利的范圍通過權(quán)利要求書來定義，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他例子。這些其他例子目的是，如果它們具有與權(quán)利要求書的字面語(yǔ)言無差別的結(jié)構(gòu)元 件，或者如果它們包括與權(quán)利要求書的字面語(yǔ)言無實(shí)質(zhì)性差別的等同的結(jié)構(gòu)元件，則處于權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
[0038]這里公開的全部范圍包括端點(diǎn)，并且該端點(diǎn)可以獨(dú)立地彼此組合。作為此處使用的，后綴“(S) ”意在包括它修飾的術(shù)語(yǔ)的單數(shù)和復(fù)數(shù)二者，由此包括至少一種該術(shù)語(yǔ)(例如著色劑包括至少一種著色劑)。“任選的”或“任選地”表示隨后所述的事件或環(huán)境可以發(fā)生或者可以不發(fā)生，并且說明書包括了事件發(fā)生的情況和它不發(fā)生的情況。作為此處使用的，“組合”包括了共混物、混合物、合金、反應(yīng)產(chǎn)物等。全部的參考文獻(xiàn)在此引入作為參考。
[0039]在描述本發(fā)明的上下文中(特別是在所附權(quán)利要求書的上下文中)，使用術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”和“一種”和“該”和類似的指示被解釋為覆蓋了單數(shù)和復(fù)數(shù)二者，除非這里另有指示，或者上下文中明顯矛盾。此外，還應(yīng)當(dāng)注意的是術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等在這里不表示任何的次序、量或重要性，而是用于區(qū)分一種元素與另一元素。與量有關(guān)使用的修飾詞“約”包括了所述的值，并且具有上下文所述的含義(例如它包括了與具體量的測(cè)量有關(guān)的誤差程度)。
【權(quán)利要求】
1.一種制備官能化的石墨烯的方法，其包括: 在配位溶劑存在下用堿金屬處理石墨烯，和 加入官能化化合物。
2.權(quán)利要求1的方法，其中該石墨烯的平均粒度小于約I微米。
3.權(quán)利要求1的方法，其中該石墨烯的平均粒度大于或等于約I微米。
4.權(quán)利要求3的方法，其中該石墨烯的平均粒度是約1-約10微米。
5.權(quán)利要求1的方法，其中該石墨烯具有大于約10的二維長(zhǎng)寬比。
6.權(quán)利要求1的方法，其中該石墨烯通過以下來剝落:氟化、酸插層、酸插層隨后熱沖擊處理、或者包括前述至少一種的組合。
7.權(quán)利要求1的方法，其中該堿金屬是鋰、鈉或者鉀。
8.權(quán)利要求1的方法，其中該配位溶劑包括醚、胺或者包含前述至少一種的組合。
9.權(quán)利要求8的方法，其中該醚是四氫呋喃、二噁烷、乙醚、異丙醚、正丁醚、仲丁醚、甲基叔丁基釀、I, 2- 二甲氧基乙燒、I, 2- 二甲氧基丙烷、I, 3- 二甲氧基丙烷、1，2_ 二乙氧基乙烷、1，2- 二乙氧基丙烷、1，3- 二乙氧基丙烷或者包含前述至少一種的組合。
10.權(quán)利要求8的方法，其中該胺包括叔胺。
11.權(quán)利要求10的方法，其中該叔胺是η-甲基哌啶、η-甲基嗎啉、N，N，N’，N’-四甲基-1，2- 二氨基乙烷或者包含前述至少一種的組合。` 10.權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括非配位溶劑。 11.權(quán)利要求10的方法，其中該非配位溶劑是烴溶劑。
12.權(quán)利要求1的方法，其中在低于或等于環(huán)境溫度進(jìn)行處理。
13.權(quán)利要求1的方法，其中該陰離子反應(yīng)性化合物是烷基鹵化物、芳烷基鹵化物、酯、酰胺、碳酸酯、醛、不飽和酯或者包含前述至少一種的組合。
14.權(quán)利要求1的方法，其中處理包括將該堿金屬溶解在該配位溶劑中，隨后加入該石墨稀。
15.權(quán)利要求14的方法，其中處理進(jìn)一步包括在溶解該堿金屬之前，向該配位溶劑加入電子轉(zhuǎn)移劑。
16.權(quán)利要求1的方法，其中該堿金屬和該官能化化合物分別以約1.2:1-1:1.2的摩爾比存在。
17.權(quán)利要求1的方法，其中處理進(jìn)行少于或等于I小時(shí)。
18.權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括: 通過加入質(zhì)子介質(zhì)來淬滅未反應(yīng)的堿金屬，和 分離該官能化的石墨烯。
19.權(quán)利要求1的方法，其中該官能化的石墨烯具有包括以下的官能團(tuán):羧基、環(huán)氧、醚、酮、胺、羥基、烷氧基、烷基、內(nèi)酯、芳基、官能化的聚合物型或者低聚物型基團(tuán)，或者包含至少一種前述官能團(tuán)的組合。
20.一種制備官能化的石墨烯的方法，其包括: 將堿金屬溶解在配位溶劑中， 加入石墨烯，和 加入官能化化合物。
21.一種制備官能化的石墨烯的方法，其包括:將四氫呋喃與萘合并，將堿金屬溶解在四氫呋喃和萘的合并物中，加入石墨烯，和加入官能化化 合物。
【文檔編號(hào)】B82B3/00GK103717529SQ201280036465
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月4日
【發(fā)明者】A·K·薩達(dá)那 申請(qǐng)人:貝克休斯公司