[發明專利]一種運用含支鏈脂肪酸改性制備超疏水氧化石墨烯的方法

有效

• 申請號: 201710553953.4
• 申請日: 2017-07-09
• 公開（公告）號: CN107311164B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 許超;鄭泉興;王佳冬;甘傳海
• 申請（專利權）人: 廈門捌斗新材料科技有限公司
• 主分類號: C01B32/198
• 分類號: C01B32/198;C01B32/194;C09C1/46;C09C3/08
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本發明公開了一種運用含支鏈脂肪酸改性制備超疏水氧化石墨烯的方法，具體為將一定量的氧化石墨烯分散于反應溶劑中，再緩慢加入適量含支鏈脂肪酸，加熱至110～150℃，回流反應8～24h；反應完畢后，離心分離30min，將所得沉淀物用甲醇、乙醇、異丙醇分別洗滌，繼續離心分離，除去上清液，隨后將所得固體于80℃下干燥24h，即制得改性超疏水氧化石墨烯。通過本發明的化學改性制備，可在氧化石墨烯表面接枝包覆脂肪酸的疏水長碳鏈及支鏈，使所制備的改性氧化石墨烯產物具有超疏水特性。此外，本發明的制備方法未涉及高污染化學溶劑，具有工藝簡單，成本低廉，環境友好的優點，有利于工業應用及推廣。

技術領域

本專利涉及石墨烯新材料技術及復合材料技術領域，具體為一種運用含支鏈脂肪酸改性制備超疏水氧化石墨烯的方法。

背景技術

石墨烯自從2004年由A. Geim和K. Novoselov發現以來，一直備受人們的關注。石墨烯及氧化石墨烯具有許多優異的物理特性，且作為二維碳材料，其對表面相互作用非常敏感，因此在柔性薄膜、高光敏度器件及傳感器等領域具有良好的應用前景。然而，氧化石墨烯表面的吸附誘導摻雜使其易于受到周圍環境條件（尤其是空氣中的水分子）的影響。因此，對氧化石墨烯進行表面超疏水改性對于擴展其在下游器件類產品中的應用范圍并提高應用可靠性具有重要的意義。發明專利CN106145093A公開了一種強疏水性改性氧化石墨烯材料的制備方法，該方法采用N,N-二甲基甲酰胺為催化劑,用二氯亞砜和氧化石墨烯反應制得酰氯化氧化石墨烯，然后用對甲苯胺使其酰胺化，最后抽濾干燥得到強疏水性的改性氧化石墨烯材料，其接觸角為126.4°。該方法未能賦予氧化石墨烯超疏水效應，且過程涉及二氯亞砜、對甲苯胺等高污染化學物質，不利于規模化工業應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種運用含支鏈脂肪酸改性制備超疏水氧化石墨烯的方法，通過使含支鏈脂肪酸與氧化石墨烯表面的含氧基團反應，賦予氧化石墨烯表面超疏水性。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種運用含支鏈脂肪酸改性制備超疏水氧化石墨烯的方法，所述方法如下：將一定量的氧化石墨烯分散于反應溶劑中，再緩慢加入適量含支鏈脂肪酸，加熱至110～150℃，回流反應8～24h；反應完畢后降至室溫，離心分離30min，將所得沉淀物用甲醇、乙醇、異丙醇分別洗滌，繼續離心分離，除去上清液，隨后將所得固體于80℃下干燥24h，即制得改性超疏水氧化石墨烯。

進一步地，所述含支鏈脂肪酸為含支鏈長碳鏈（C₁₀-C₂₆）脂肪酸。

優選地，所述含支鏈脂肪酸包括2-正己基癸酸、12-甲基十四烷酸、13-甲基十四烷酸、11-甲基月桂酸、12-甲基十三烷酸、14-甲基十六烷酸、18-甲基十九烷酸、異硬脂酸、植烷酸。

所述氧化石墨烯與含支鏈脂肪酸的質量比為1：2～10。

進一步地，所述反應溶劑包括甲苯、對二甲苯。

進一步地，離心分離的轉速為6000～8000rpm。

本發明的有益效果是：與現有技術相比，本發明利用含支鏈脂肪酸與氧化石墨烯表面的含氧基團反應，在氧化石墨烯表面接枝包覆脂肪酸的疏水長碳鏈及支鏈，使所制備的改性氧化石墨烯產物具有超疏水特性。此外，本發明的制備方法未涉及高污染化學物質，具有工藝簡單，成本低廉，環境友好的優點，有利于工業應用及推廣。

附圖說明

圖1為使用相機拍攝的水滴接觸實施例1制得的改性超疏水氧化石墨烯表面瞬間的情況。

圖2為采用靜滴接觸角測量儀拍攝的實施例1制得的改性超疏水氧化石墨烯表面液接觸角情況。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式，進一步闡明本發明，應理解下述具體實施方式僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。