[發明專利]一種分散在天然多糖中的石墨烯納米片材料及其制備方法有效

申請號：	201310100203.3	申請日：	2013-03-26
公開（公告）號：	CN104072808B	公開（公告）日：	2017-08-25
發明（設計）人：	吳敏;黃勇;空閑重則;孫佩佩	申請（專利權）人：	中國科學院理化技術研究所
主分類號：	C08L1/02	分類號：	C08L1/02;C08L5/08;C08L3/02;C08K3/04;C01B32/19
代理公司：	北京正理專利代理有限公司11257	代理人：	張文祎
地址：	100190 ***	國省代碼：	北京;11
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種分散天然多糖中的石墨納米材料及其制備方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，特別涉及一種分散在纖維素中的石墨烯納米片材料及其制備方法。

背景技術

石墨烯是由單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀晶格結構的一種碳質新材料。具有層狀結構的石墨材料經剝離后會得到單層或多層石墨烯納米片。石墨烯中各碳原子之間的連接非常柔韌，當施加外部機械力時，碳原子面發生彎曲變形，從而使碳原子不必重新排列來適應外力，保持了結構穩定。石墨烯的這種穩定的晶格結構使其具有異常優異的導電性，完美的量子隧道效應、半整數的量子霍爾效應，以及良好的力學、光學和熱學性質。在電子、信息、能源、材料和生物醫藥領域有廣泛的應用前景。但是石墨烯所具有的疏水性和易團聚的特點，限制了其廣泛應用。

目前，石墨烯的主要制備方法有：化學氣相沉積法（CVD）、碳化硅基底上的外延生長法、基于石墨及其衍生物的直接合成法、電化學方法、切割碳納米管法、模板法、有機合成法、氧化石墨烯（GO）的化學還原法和機械劈裂法。然而，迄今為止石墨烯的制備水平只是在實驗室規模，工業化生產還面臨如何低成本、大規模制備出期望結構的石墨烯等問題。氧化石墨GO的化學還原法是目前應用較多的制備石墨烯納米片的方法，但是其制備過程還是存在復雜、規模小的問題，另外還原石墨烯所得到的石墨烯納米片會因為還原方法的不完全而導致結構上存在一定的缺陷。

石墨烯因其優異的性能、極大的比表面積，非常適合于高性能復合材料的開發。目前已有的石墨烯復合材料可以分為兩類：石墨烯/無機物復合材料和石墨烯/聚合物復合材料。而已有的制備石墨烯復合材料的方法也主要有兩種:先讓氧化石墨與其他材料復合，再將其中的氧化石墨還原得到石墨烯納米復合材料；或是用改性過的石墨烯與其他材料復合。多糖與石墨烯的復合材料報道還不是很多。目前已有的少數的一些關于纖維素、殼聚糖等聚合物與石墨烯納米片的復合材料的制備也脫不開這兩種常規的制備方法，這樣的復合效果勢必會受相互之間的共混程度的影響。為了有效地體現石墨烯納米片的功能，石墨烯納米片應該均勻地分散于復合材料中。

我們發明了一種制備方法，可以簡單、大規模制備石墨烯納米片，并獲得由纖維素納米材料穩定分散的石墨烯納米片材料。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題提供一種分散在天然多糖中的石墨烯納米片材料。

本發明要解決的第二個技術問題是是提供一種分散在天然多糖中的石墨烯納米片材料的制備方法。

為了解決上述第一個技術問題，本發明提供了一種分散在天然多糖中的石墨烯納米片材料，石墨烯納米片材料分散在天然多糖中。

所述的天然多糖選自纖維素、甲殼素、淀粉、殼聚糖中的一種或多種。

優選地，所述的纖維素為天然草本植物或天然木本植物的一種或多種。

優選地，所述的纖維素包括由天然草本植物或天然木本植物所得到的再生纖維素的一種或多種。

優選地，所述的纖維素包括由天然草本植物或天然木本植物所得到的纖維素衍生物的一種或多種。

為了解決第二個技術問題，本發明提供了一種制備所述分散在天然多糖中的石墨烯納米片材料的制備方法，該方法包括以下步驟：天然多糖與固體石墨混合，將混合物進行機械研磨，得到分散在天然多糖納米材料中的厚度為0.35nm～7nm、單層或多層的石墨烯納米片復合材料。

優選的，在天然多糖和固體石墨混合物中加入溶劑后再進行機械研磨。

優選的，固體石墨占天然多糖重量的0.1wt%-80wt%。更優選地，固體石墨占天然多糖重量的0.5%-30%。