[發明專利]石墨烯的分散方法

在審

• 申請號: 201710530097.0
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN109205603A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 余海斌;丁紀恒;周楠;彭晚軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C01B32/194
• 分類號: C01B32/194
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 姚海波

本發明公開了一種石墨烯的分散方法，包括以下步驟：將木質素溶于第一溶劑中，得到木質素溶液；將一定量的石墨烯加入所述木質素溶液中，分散、過濾、干燥后，得到木質素/石墨烯復合粉末；以及將所述木質素/石墨烯復合粉末加入一第二溶劑中，分散，得到石墨烯分散液。本發明利用木質素為分散劑，實現了石墨烯的再分散，可以得到高濃度、高穩定性的石墨烯分散液。而且，作為分散劑的木質素來源廣泛，屬于綠色可再生資源，不會造成環境污染。

技術領域

本發明涉及一種石墨烯的分散方法。

背景技術

石墨烯是具有單層片狀結構的二維材料，其厚度僅有一個原子直徑大小(約0.35nm)，因其大的比表面積，高的導熱率，低的電阻率，以及不可透過性等特點受到了科學界的廣泛關注，有望成為新一代的革命性材料。但石墨烯大的比表面積和較強的范德華力使其在分散基體中極易發生不可逆的團聚現象。使用石墨烯的根本原因在于其優異的性能，這些優異性能在極大程度上只能體現在單片/初級粒子上，而團聚后的石墨烯其性能大打折扣、甚至可以完全喪失。為了提高石墨烯在水等溶劑中的分散，通常需要加入一些分散劑，比如含芳香結構的小分子或大分子，或者表面活性劑等。所述分散劑包括十二烷基苯磺酸鈉、1-芘甲酸、1-芘磺酸、奈酸鹽、脂類表面活性劑，或者聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。但這些分散劑存在著毒性大、分散效果差、石墨烯濃度過低、分散液穩定性差及成本較高等問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種低成本、易制備、高濃度、高穩定性的石墨烯的分散方法。

一種石墨烯的分散方法，包括以下步驟：

(1)將木質素溶于第一溶劑中，得到木質素溶液；

(2)將石墨烯加入所述木質素溶液中，分散、過濾、干燥后，得到木質素/石墨烯復合粉末；以及

(3)將所述木質素/石墨烯復合粉末加入一第二溶劑中，分散，得到石墨烯分散液。

其中，所述木質素為堿性木質素、脫堿木質素、木質素磺酸鹽、降解木質素以及酚醛化木質素中的一種或多種。

其中，所述第一溶劑為水、甲醛、丙酮、吡啶、乙醇、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺中的一種或幾種。

其中，所述第二溶劑為水、堿性溶液中的一種或兩種。

其中，所述堿性溶液為氫氧化鈉的水溶液和氫氧化鉀的水溶液中的一種或兩種。

其中，所述木質素溶液中木質素的濃度為0.1mg/mL～50mg/mL。

其中，木質素和石墨烯的質量比為5∶1～1∶1。

與現有技術相比，本發明通過通過將石墨烯加入木質素溶液中，經分散、過濾和干燥后，得到木質素/石墨烯復合粉末，然后將該木質素/石墨烯復合粉末分散于水或者堿性溶液中，可以得到高濃度、高穩定性的石墨烯分散液。

該石墨烯分散液可以室溫下存放24小時以上。也即，本發明利用木質素為分散劑，實現了石墨烯的再分散。而且，作為分散劑的木質素來源廣泛，屬于綠色可再生資源，不會造成環境污染。另外，本發明所提供的方法簡單，成本較低。

附圖說明

圖1為本發明提供的木質素/石墨烯復合粉末在水中分散效果的對比照片。

圖2為本發明提供的石墨烯分散液的透射電子顯微鏡(TEM)照片。

圖3為本發明提供的石墨烯分散液的掃描探針顯微鏡(AFM)照片。

如下具體實施例將結合上述附圖進一步說明本發明。

具體實施方式

以下將結合附圖對本發明提供的石墨烯的分散方法作進一步說明。