[發明專利]一種石墨烯穩定膠體的制備方法

在審

• 申請號: 201611170010.5
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN107033478A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 楊應奎;邱勝強;李冉;張愛清
• 申請（專利權）人: 中南民族大學
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L27/18;C08L33/00;C08L71/02;C08L79/02;C08L53/02;C08L39/06;C08L81/04;C08K3/04;C08K7/24
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 馬麗娜;俞琳娟

本發明公開了一種石墨烯穩定膠體的制備方法，使用無機納米粒子(如碳納米量子點，氧化石墨烯，酸化納米管，石墨烯量子點)，輔以表面活性劑(如3?[3?(膽酰胺丙基)二甲氨基]丙磺酸內鹽、雙十六烷基二甲基溴化銨、十六烷基二甲基芐基溴化銨、正十六烷基?β?D?麥芽糖苷、與聚合物(十八醇環氧乙烷聚醚、纖維素納米晶)等一種或多種添加劑，在高速混合剪切，超聲剝離分散石墨或者石墨烯得到長期穩定的石墨烯膠體。本發明方法簡單，制得的石墨烯膠體長期穩定，可以分為水溶性膠體與油溶性膠體，有利于石墨烯的實際應用。將制得的石墨烯膠體抽濾成薄膜后，可望作為石墨烯電極、石墨烯復合材料、石墨烯涂層、石墨烯纖維復合材料使用。

技術領域

本發明屬于石墨烯材料領域，特別涉及一種石墨烯穩定膠體的制備方法。

背景技術

石墨烯具有很多特異的性質，在納米電子學、傳感器、電池、電容器、納米復合材料、儲氫等領域具有廣闊的應用前景，但是石墨烯本身容易團聚，不利于石墨烯在多方面的應用，所以穩定的分散石墨烯對于石墨烯的實際應用有著重要的意義。目前制備石墨烯分散液的主要方法是以氧化石墨烯得到氧化石墨烯分散液，再還原氧化石墨烯得到石墨烯分散液，這種方法得到的石墨烯分散液晶體有缺陷，導電性不佳。另外一種制備石墨烯分散液的方法是以常見普通的表面活性劑與石墨粉超聲得到石墨烯分散液，這種方式得到的石墨烯分散液濃度很低，而且大部分不穩定，易沉淀，不利于石墨烯實際應用。在此，本發明提供一種復合方法制備穩定的石墨烯膠體及其復合物，對石墨烯的實際應用有重要意義。

發明內容

為了克服現有技術中存在的技術缺陷，本發明提供一種制備石墨烯穩定膠體的方法。本發明使用碳納米量子點、氧化石墨烯、酸化納米管、石墨烯量子點等作為穩定劑和還原劑，輔以3-[3-(膽酰胺丙基)二甲氨基]丙磺酸內鹽、雙十六烷基二甲基溴化銨、十六烷基二甲基芐基溴化銨、正十六烷基-β-D-麥芽糖苷、十八醇環氧乙烷聚醚、纖維素納米晶等穩定劑，以及一些膠體或聚合物，在高速混合剪切、超聲剝離分散粉狀石墨材料得到長期穩定的石墨烯膠體。

本發明所提供的技術方案具體如下：

一種石墨烯膠體的制備方法，包括以下步驟：將原料粉狀石墨材料、穩定劑A、穩定劑B、分散劑C和聚合物膠體一起在溶劑中超聲分散，充分混勻，即得到穩定的石墨烯膠體；其中，粉狀石墨材料、穩定劑A、穩定劑B、分散劑C的濃度范圍分別為0.1mg/mL-15mg/mL、0.1mg/mL-525mg/mL、0.1mg/mL-825mg/mL、0.1mg/mL-525mg/mL；

所述的穩定劑A為氧化石墨烯納米粒子、碳量子點、酸化納米管或石墨烯量子點；

所述的穩定劑B為3-[3-(膽酰胺丙基)二甲氨基]丙磺酸內鹽、雙十六烷基二甲基溴化銨、十六烷基二甲基芐基溴化銨、正十六烷基-β-D-麥芽糖苷、十八醇環氧乙烷聚醚、纖維素納米晶、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、十八甲基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯磺酸鈉、聚環氧乙烷-環氧丙烷-環氧乙烷、Tween-80、Triton X-100、膽酸鈉、脫氧膽酸鈉、牛黃脫氧膽酸鈉，芐胺、磺酸基芘、氨基芘、9-蒽甲酸、1-芘磺酸鈉鹽、6,8-二羥基-芘二磺酸鈉鹽、8-羥基-芘-1,3,6-三磺酸鈉鹽、芘-四磺酸鈉鹽、二甲基-2,7-N-參雜芘、六苯并苯四羧酸鉀鹽、雙硬脂酸乙酯基羥乙基甲基硫酸甲酯銨、三硬脂酸乙酯基羥乙基甲基硫酸甲酯銨、Span20、Span40、Span60、Span80、烷基叔胺鹽的一種或多種；

所述的分散劑C為聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚異丁烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酰胺、聚苯胺膠體、聚吡咯膠體、聚3,4-乙氧基噻吩、聚苯乙烯磺酸鈉、聚甲基丙烯酸、聚丙烯腈、聚乙酸乙酯、聚乙烯醇、聚丁二烯、聚氯丁二烯、聚三氟氯乙烯、尼龍-66、尼龍-6、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、聚甲醛、聚乙二醇、氯化聚醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、纖維素、聚氨酯、聚硫橡膠、硅橡膠、聚丙烯腈-聚丁二烯-聚苯乙烯共聚物、聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯共聚物中的一種或多種；