[發(fā)明專利]用于合成二氧化硅涂覆的石墨烯功能雜化材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480080810.0
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN106660806B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰·劉
• 申請（專利權(quán)）人: 斯馬特高科技有限公司
• 主分類號: C01B32/198
• 分類號: C01B32/198;C01B33/12
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;蘇虹

用于合成二氧化硅涂覆的石墨烯雜化材料的方法，包括以下步驟：用銨離子處理氧化石墨烯以提供銨活化的氧化石墨烯；用包含二氧化硅前體的溶液和包含官能團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑處理所述銨活化的氧化石墨烯以提供二氧化硅納米顆粒在銨活化的氧化石墨烯的表面上的自組裝以及納米顆粒與表面之間的共價(jià)鍵合以提供二氧化硅涂覆的氧化石墨烯；并將官能團(tuán)接枝到二氧化硅涂覆的氧化石墨烯的表面上以提供官能化的二氧化硅涂覆的氧化石墨烯；以及使官能化的二氧化硅涂覆的氧化石墨烯還原以提供官能化的二氧化硅涂覆的石墨烯。可通過此方法獲得的二氧化硅涂覆的石墨烯雜化材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于合成二氧化硅涂覆的石墨烯雜化材料的方法。本發(fā)明還涉及可通過該方法獲得的二氧化硅涂覆的石墨烯雜化材料，以及涉及將此材料用于復(fù)合材料的填料、用于藥物遞送和作為催化劑載體的用途。

背景技術(shù)

石墨烯(二維(2-D)納米材料，其僅在厚度上具有納米級尺寸并且在平面上具有微米級長度)由于其獨(dú)特的特性和大的表面積而引起了極大的關(guān)注。

在藥物遞送和催化劑載體以及用于復(fù)合材料的填料領(lǐng)域中的潛在應(yīng)用已顯示出其在學(xué)術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域兩者中的極大價(jià)值。

因此，高產(chǎn)量生產(chǎn)石墨烯同時(shí)保持其大表面積而無團(tuán)聚成為關(guān)鍵問題。

已經(jīng)對石墨烯的表面改性進(jìn)行了大量的努力以改進(jìn)其分散性能，例如表面涂覆以形成雜化材料和將官能團(tuán)接枝到石墨烯的表面上。

然而，結(jié)果對于大規(guī)模生產(chǎn)來說不夠好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于高產(chǎn)量生產(chǎn)石墨烯同時(shí)保持其大的表面積而無團(tuán)聚的改進(jìn)的方法，特別是對大規(guī)模生產(chǎn)具有足夠好結(jié)果的這樣的方法。

因此，本發(fā)明的一個(gè)方面涉及用于合成二氧化硅涂覆的石墨烯雜化材料的方法，包括以下步驟：

a)用銨離子處理氧化石墨烯以提供銨活化的氧化石墨烯；

b)用包含以下的溶液處理銨活化的氧化石墨烯：

-一種或更多種二氧化硅前體；和

-一種或更多種包含一種或更多種官能團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑，

以提供

-二氧化硅納米顆粒在銨活化的氧化石墨烯表面上的自組裝以及納米顆粒與表面之間的共價(jià)鍵合以提供二氧化硅涂覆的氧化石墨烯；以及

-將官能團(tuán)接枝到二氧化硅涂覆的氧化石墨烯的表面上以提供官能化的二氧化硅涂覆的氧化石墨烯；

以及

c)使官能化的二氧化硅涂覆的氧化石墨烯還原以提供官能化的二氧化硅涂覆的石墨烯。

附圖說明

在以下說明書、實(shí)施例和附圖中將更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中

圖1示出了在不同的放大倍率下通過本發(fā)明的方法獲得的二氧化硅涂覆的石墨烯雜化材料的透射電子顯微鏡(TEM)圖像。

石墨烯片的平均尺寸為約5μm至10μm。

二氧化硅層沉積在石墨烯片的表面上并形成介孔結(jié)構(gòu)。

圖2示出了通過本發(fā)明的方法獲得的二氧化硅涂覆的石墨烯雜化材料的傅里葉變換紅外光譜(FTIR)譜圖。

在約1085cm^-1、800cm^-1和460cm^-1處的特征帶分別對應(yīng)于Si-O鍵的伸縮、彎曲和面外彎曲。

FTIR譜圖中的1085cm^-1處的主Si-O振動(dòng)帶的位置和形狀表明化學(xué)計(jì)量的二氧化硅結(jié)構(gòu)。