[发明专利]一种还原氧化石墨烯及其制备方法与应用

说明书

本发明属于功能材料技术领域，公开了一种还原氧化石墨烯及其制备方法与应用。所述的制备方法包括以下制备步骤：在氧化石墨烯溶液中加入维生素C，搅拌混合均匀，然后加入氨水搅拌混匀，升温至90～100℃进行保温反应，反应完成后过滤，用去离子水洗涤滤饼至中性，干燥，即得所述还原氧化石墨烯。本发明的制备方法制备工艺简单，易于操作，适于工业化生产；所得产物能够有效降低发酵废液的COD，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种还原氧化石墨烯及其制备方法与应用。

背景技术

石墨烯是一种二维碳材料，具有六元环碳结构，碳原子之间以sp²杂化结构相互连接，它有及其优异的力学性质和结构刚性，是目前世界上最薄和最硬的材料，而且比表面积大，具有极好的导电和导热性能。这些优异的性能使石墨烯在电子、信息、能源、材料和生物医药等领域具有广泛的应用前景。

目前石墨烯的制备方法主要有物理法和化学法，物理法包括微机械剥离法和外延生长法，化学法则包括氧化还原法和化学气相沉积法，微机械剥离法是石墨烯最初发现时采用的方法，由于其操作比较繁琐，不可大量制备，现在已很少采用；外延生长法要求条件比较苛刻，并且石墨烯很难与基底分离，无法大规模生产；化学气相沉积法虽然可制得高质量的石墨烯，但实验条件要求较高，制备费用昂贵，而氧化还原法是目前唯一有望实现大规模制备石墨烯的方法。

还原氧化石墨烯是由氧化石墨烯通过化学还原方式制备得到。因此，还原氧化石墨烯在结构上仍然存在一定数量的含氧活性基团，如：脂肪(芳)醚基、羟基、羧基、羰基等，使其具有良好的水溶性、反应活性和特异的微观结构等。因此，开发一种绿色环保的制备石墨烯的方法非常有实际意义。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种还原氧化石墨烯的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的还原氧化石墨烯。

本发明的再一目的在于提供上述还原氧化石墨烯作为发酵废液处理剂的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种还原氧化石墨烯的制备方法，包括以下制备步骤：

在氧化石墨烯溶液中加入维生素C，搅拌混合均匀，然后加入氨水搅拌混匀，升温至90～100℃进行保温反应，反应完成后过滤，用去离子水洗涤滤饼至中性，干燥，即得所述还原氧化石墨烯。

优选地，所述的氧化石墨烯溶液是指固液比1:1000的氧化石墨烯水溶液。

优选地，所述维生素C与氧化石墨烯溶液中所含氧化石墨烯的质量比为(10～20):1；更优选为20:1。

优选地，所述氨水与氧化石墨烯溶液中所含氧化石墨烯的液固比为(4～8):1；更优选为8:1。

优选地，所述搅拌的转速为300～400r/min。

优选地，所述保温反应的时间为1～2h。

优选地，所述氧化石墨烯溶液中的氧化石墨烯通过如下方法制备：

(1)在反应器中加入浓硫酸，依次加入K₂S₂O₈和P₂O₅，搅拌均匀后加入石墨粉，80℃温度下反应6小时反应完成，然后加入蒸馏水稀释后洗涤、抽滤至滤液pH呈中性，干燥滤饼，得到预氧化石墨；