[发明专利]一种偶氮苯-氧化石墨烯复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明属于新能源材料领域，尤其涉及一种偶氮苯‑氧化石墨烯复合材料及其制备方法与应用。本发明提供了一种偶氮苯‑氧化石墨烯复合材料，本发明还提供了一种上述偶氮苯—氧化石墨烯复合材料的制备方法，为：步骤一、预处理；步骤二、重氮偶合；步骤三、接枝。本发明还提供了一种上述偶氮苯‑氧化石墨烯复合材料或上述制备方法的产品在太阳光储能材料领域的应用。经实验测定可得，本发明提供的技术方案得到的偶氮苯—氧化石墨烯复合材料，具有溶解性好、热稳定性高以及储能高的优点，同时，制备方法简单、便捷，制备成本低，适合于大规模的推广与应用。解决了现有技术中，石墨烯‑偶氮苯复合材料溶解性能差、制备复杂以及热稳定性低的技术缺陷。

技术领域

本发明属于新能源材料领域，尤其涉及一种偶氮苯-氧化石墨烯复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

太阳能的利用一直以来是各界关注的重点，太阳能低碳、环保、无污染，开发利用太阳能是解决目前能源问题的行之有效的手段。Nathan在上世纪70年代提，出利用化合物在太阳光下顺反异构以不稳定的高能态键能储存太阳能的方法。采用不同波长的光束λ₁(～360nm)和λ₂(440～470nm)对偶氮苯基团进行照射，即可使其在顺、反两种异构体间进行可逆转变，并伴随着偶极矩的变化，两种构型在能量上大约相差50kJ/mol。石墨烯自发现起就因其优异的力学、热学和光电性能受到极大的关注。研究发现，石墨烯的热导率可达5000W/m·K，是金刚石的3倍。

然而，石墨烯表面结构非常完整，其他分子很难接枝上去；偶氮苯本身可以储存的能量ΔH小，且从顺式回复到反式的半衰期较短，这些使偶氮苯在太阳光储能上遇到障碍。因此，偶氮苯通过与碳纳米材料结合时，会增加偶氮苯的能量储存能力并且提高了材料的热稳定性。现有技术中，石墨烯-偶氮苯复合材料具有溶解性能差、制备复杂以及热稳定性低的技术缺陷。

因此，研发出一种偶氮苯-氧化石墨烯复合材料及其制备方法与应用，用于解决现有技术中，石墨烯-偶氮苯复合材料溶解性能差、制备复杂以及热稳定性低的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种偶氮苯-氧化石墨烯复合材料及其制备方法与应用，用于解决现有技术中，石墨烯-偶氮苯复合材料溶解性能差、制备复杂以及热稳定性低的技术缺陷。本发明提供的一种偶氮苯-氧化石墨烯复合材料，还具有储能高的优点。

本发明提供了一种偶氮苯-氧化石墨烯复合材料，所述偶氮苯—氧化石墨烯复合材料的结构为：

本发明还提供了一种上述偶氮苯—氧化石墨烯复合材料的制备方法，所述制备方法为：

步骤一、预处理：氧化石墨烯发生酰氯化反应，得第一产物；

步骤二、重氮偶合：对氨基苯甲酸发生重氮反应后，与苯酚偶合，纯化得第二产物；

步骤三、接枝：所述第一产物溶于DMF制备分散液，所述分散液与所述第二产物混合后，发生接枝反应，抽滤、纯化后干燥，得产品。

优选地，步骤一所述的酰氯化反应的催化剂为DMF，步骤一所述的酰氯化反应的酰化试剂为二氯亚砜，步骤一所述的酰氯化反应的溶剂为甲苯。

优选地，步骤一所述酰氯化反应的反应时间为18～30h，步骤一所述酰氯化反应的反应温度为50～70℃。

优选地，所述氧化石墨烯和酰化试剂的投料比为0.05g：(1～5)mL。

优选地，步骤二所述纯化的方法为：过滤和重结晶。

优选地，步骤三所述接枝反应中，以质量比计，所述第一产物和第二产物的投料比为1：(1～3)。