[发明专利]一种改性石墨烯及其制备方法

权利要求书

1.一种改性石墨烯，其特征在于，包括石墨烯和长链芳香族化合物，所述长链芳香族化合物通过非共价键相互作用修饰在石墨烯表面，包覆密度在0.7至2.5之间，所述长链芳香族化合物是末端为芳香基团的长链高分子，所述长链的相对分子质量在1166～5540，所述长链芳香族化合物的亲水亲油平衡值在0～18.4之间。

2.如权利要求1所述的改性石墨烯，其特征在于，所述长链芳香族化合物具有式(I)的结构：

其中，R₁为芳香基团，R₂为高分子长链基团。

3.如权利要求2所述的改性石墨烯，其特征在于，所述R₁为

其中表示与咪唑环连接键。

4.如权利要求2所述的改性石墨烯，其特征在于，所述R₂为长链烷基、长链卤代烷基或环氧化合物开环聚合形成的长链基团。

5.如权利要求1至4任意一项所述的改性石墨烯，其特征在于，所述非共价键相互作用是π-π共轭作用。

6.如权利要求1至5任意一项所述的改性石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将芳香族小分子化合物、咪唑类化合物和4-二甲氨基吡啶，加入到二氯甲烷中，使得芳香族小分子化合物与咪唑类化合物的摩尔比在1:2至2:1之间，且芳香族小分子化合物和4-二甲氨基吡啶的摩尔比在1000:1至5:1之间，混合均匀，制得混合溶液A；

(2)向混合溶液A中滴加二环己基碳二亚胺溶液中，在0-40℃及惰性气体保护下反应12-24小时，得到反应产物，分离提纯后得到化合物B；所述的二环己基碳二亚胺与混合溶液A中的芳香族小分子化合物的摩尔比为1:2～2:1；

(3)将化合物B与环氧类化合物或聚乙二醇单甲醚衍生物在40-100℃反应12-24小时，得到高分子C；化合物B与环氧类化合物的摩尔比为1:10～1:40；步骤(2)反应提纯后的物质与聚乙二醇单甲醚衍生物的摩尔比为1:1～1:3；

(4)将高分子C加入到氧化石墨的有机溶剂分散液中，在40-200℃下反应1-5天，反应产物洗涤、干燥后得到所述改性石墨烯；所述的高分子C和氧化石墨的质量比在1:2至10:1之间；所述的氧化石墨的有机溶剂分散液浓度为1mg/ml至10mg/ml之间。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的芳香族小分子化合物为9-蒽甲酸，1-芘甲酸，1-芘丁酸，4-氧代-4-芘-1-基丁酸中的一种。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述咪唑类化合物为α-(2,4-二氯苯基)-1H-咪唑-1-乙醇、4-(1-咪唑基)苄醇、1-(2-羟乙基)咪唑和1-(羟甲基)咪唑中的一种。

9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的环氧类化合物为环氧氯丙烷，1,2-环氧环戊烷，氧化苯乙烯中的一种。

10.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的聚乙二醇单甲醚衍生物由聚乙二醇单甲醚为原料，按照如下步骤制得：

A、向聚乙二醇单甲醚的二氯甲烷溶液中加入一定量的溴化试剂，在0-40℃下反应12-24小时；所述聚乙二醇单甲醚的平均相对分子质量为350，750，1000，2000，5000中的一种；所述溴化试剂为二溴海因，三溴化磷，N-溴代琥珀酰亚胺，液溴中的一种；所述的聚乙二醇单甲醚和溴化试剂的摩尔比为1:1～1:6；

B、将步骤A的反应体系中和、除水、过滤，减压回收二氯甲烷溶剂后得到聚乙二醇单甲醚衍生物。