[發明專利]一種石墨烯改性材料制備方法

在審

• 申請號: 201711102994.8
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107880547A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 胡敏剛;張宇
• 申請（專利權）人: 蘇州宇希新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08K9/02;C08K7/12;C08K5/19;C08K3/04;C01B32/194
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司32280
• 代理人: 袁興隆

技術領域

本發明涉及智能農業技術領域，更具體地涉及一種石墨烯改性材料制備方法。

背景技術

石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個原子層厚度的準二維材料，又叫做單原子層石墨。由于其十分良好的強度、柔韌、導電、導熱、光學特性，在物理學、材料學、電子信息、計算機、航空航天等領域都得到了長足的發展。

作為目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀”。極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術新產業革命。

英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，共同獲得諾貝爾物理學獎。石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、碳化硅外延生長法，薄膜生產方法為化學氣相沉積法等。

發明內容

發明目的

本發明提出了一種石墨烯改性材料制備方法，能夠成本低、適合大規模工業生產的石墨烯材料，生產過程中所加入的改性材料，能夠改善石墨烯與聚酰亞胺纖維這種高性能纖維的復合加工性，方便后續利用該改性石墨烯材料進一步制備高性能復合纖維材料。

本發明所采用的技術方案

本發明提出的一種石墨烯改性材料制備方法，包括如下步驟：

（1）將石墨分散在四氫呋喃的水混合液中；

（2）對前述（1）混合液中加入高氯酸、次硝酸鋰混合；

（3）對前述（2）混合液進行超聲處理；

（4）對前述（3）混合液加入改性材料；

（5）對前述（4）混合液采用離心分離，將產物分離出來，用去離子水洗滌產物，再用異丙醇洗滌，制得石墨烯改性材料。

進一步的，所述步驟（1）中石墨、四氫呋喃、水的質量比為1:(20-100):(5-20)。

進一步的，所述步驟（2）中石墨、高氯酸、次硝酸鋰的質量比為1:(2-10):(2-10)。

進一步的，所述步驟（3）中超聲處理的磁場強度為5000-5250GS，水浴溫度為50-90℃，超聲處理時間為30-60min。

進一步的，所述步驟（4）中石墨、改性材料的質量比為(2-5):1，改性材料為聚酰亞胺纖維、石棉纖維與二甲基芐基十二烷基溴化銨的混合物，聚酰亞胺纖維、石棉纖維與二甲基芐基十二烷基溴化銨的質量比為1:(1-2):(1-3)。

進一步的，所述步驟（5）中去離子水洗滌次數為2-4次，異丙醇洗滌次數為1-3次。

進一步的，所述石墨以粉末或漿料的形式添加。

本發明所產生的技術效果

本發明提出的一種石墨烯改性材料制備方法，方法簡單、效率高、產率高，具有較高的實用價值，生產過程中所加入的改性材料，能夠改善石墨烯與聚酰亞胺纖維這種高性能纖維的復合加工性，方便后續利用該改性石墨烯材料進一步制備高性能復合纖維材料。

附圖說明

圖1為本發明石墨烯改性材料的制備步驟流程圖。

具體實施方式

實施例

1、將石墨分散在四氫呋喃的水混合液中，將300g四氫呋喃加入到裝有100g水的100mL圓底燒瓶中，混合后將10g石墨粉末分散在四氫呋喃的水混合液中。

2、對前述混合液中加入高氯酸、次硝酸鋰混合，混合液中加入50g高氯酸和50g次硝酸鋰，混合均勻。

3、對前述混合液進行超聲處理，將反應瓶置于超聲波發生器中，對前述混合液進行超聲處理，磁場強度為5000GS，水浴溫度設置為60℃，超聲處理時間為45min。

4、對前述混合液加入改性材料，混合液中加入1g聚酰亞胺纖維、1g石棉纖維、2g二甲基芐基十二烷基溴化銨。

5、對前述混合液采用離心分離，將產物分離出來，用去離子水洗滌產物4次，再用異丙醇洗滌2次，制得石墨烯改性材料。

所制得石墨烯改性材料中碳元素與非碳元素質量比大于4:1。

以上實施方式僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發明的范疇，本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。