[發(fā)明專利]一種石墨烯/木質(zhì)素高分子復合材料的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811022015.2
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109294259A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王梅;馬一飛;任晉;陳旭遠;肖連團;賈鎖堂
• 申請（專利權(quán)）人: 山西大學
• 主分類號: C08L97/00
• 分類號: C08L97/00;C08L67/04;C08K9/04;C08K3/04;C08J5/18
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種石墨烯/木質(zhì)素高分子復合材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

第一步，25℃下，將氧化石墨烯超聲分散在有機溶劑Ⅰ中，在保護氣氣氛下，攪拌至均勻分散，再加入4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯，繼續(xù)攪拌至均勻分散，得到混合溶液Ⅰ；

第二步，將混合溶液Ⅰ真空抽濾，依次用去離子水、二氯甲烷洗滌后，冷凍干燥，得到改性氧化石墨烯；

第三步，將改性氧化石墨烯超聲分散至有機溶劑Ⅱ中，離心，去除沉淀物后，得到改性氧化石墨烯分散液，沉淀物干燥后，稱重；

第四步，30-90℃條件下，在紙漿黑液中通入CO₂氣體30min至紙漿黑液的pH降至9，再繼續(xù)加入明礬水溶液，至pH降至4，在25℃條件下攪拌至混合均勻，得到混合溶液Ⅱ，將混合溶液Ⅱ過濾得到的沉淀物洗滌后，真空干燥，得到木質(zhì)素；

第五步，45℃條件下，將木質(zhì)素加入改性氧化石墨烯分散液中，攪拌30min至溶解，得到混合溶液Ⅲ，混合溶液Ⅲ降至25℃后，再分別加入ε-己內(nèi)酯和癸二酰氯，再將三乙胺緩慢加入并加熱攪拌，得到混合溶液Ⅳ；

第六步，將混合溶液Ⅳ過濾得到的沉淀物洗滌后，真空干燥，得到木質(zhì)素聚己內(nèi)酯縮聚物/改性氧化石墨烯；

第七步，將木質(zhì)素聚己內(nèi)酯縮聚物/改性氧化石墨烯超聲分散至有機溶劑Ⅲ中，真空抽濾、干燥后，得到石墨烯/木質(zhì)素高分子復合材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯/木質(zhì)素高分子復合材料的制備方法，其特征在于：第一步中所述保護氣為氮氣或氬氣，保護氣氣氛下攪拌時間為0.3-3h，有機溶劑Ⅰ包括N'N-二甲基甲酰胺、N'N-二甲基乙酰胺和氯仿中的一種或任意混合，濃度范圍為0.05-0.5mol/L，加入有機溶劑Ⅰ后的攪拌時間為12-48h，氧化石墨烯和有機溶劑Ⅰ的質(zhì)量體積比為1g:250mL。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯/木質(zhì)素高分子復合材料的制備方法，其特征在于：第二步中所述冷凍干燥時間為0.5-5天。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯/木質(zhì)素高分子復合材料的制備方法，其特征在于：第三步中所述有機溶劑Ⅱ包括丙酮、氯仿和N'N-二甲基甲酰胺中的一種或任意混合，改性氧化石墨烯和有機溶劑Ⅱ的質(zhì)量體積比為1g：250mL~1g：1250mL，離心轉(zhuǎn)速為1000-5000rpm，離心時間為3-30min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯/木質(zhì)素高分子復合材料的制備方法，其特征在于：第四步中所述明礬水溶液的濃度為0.05-0.5mol/L，紙漿黑液和明礬水溶液的體積比為1:1~10。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯/木質(zhì)素高分子復合材料的制備方法，其特征在于：第五步中所述木質(zhì)素與改性氧化石墨烯分散液的質(zhì)量比為0.5-5%，ε-己內(nèi)酯與木質(zhì)素中羥基基團的摩爾比為1-7，癸二酰氯與木質(zhì)素中羥基基團的摩爾比為1-7，三乙胺與癸二酰氯的摩爾比為1，加入三乙胺后，加熱溫度至100-150℃，攪拌時間為0.5-3天。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯/木質(zhì)素高分子復合材料的制備方法，其特征在于：第六步中所述真空干燥時間為0.5-4天。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯/木質(zhì)素高分子復合材料的制備方法，其特征在于：第七步中所述超聲時間為1-5h，有機溶劑Ⅲ包括N'N-二甲基甲酰胺、N'N-二甲基乙酰胺、丙酮和氯仿中的一種或任意混合，干燥溫度為50-100℃，干燥時間為5-24h。