[发明专利]一种胺/氨基功能化石墨烯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种胺/氨基功能化石墨烯及其制备方法，该胺/氨基功能化石墨烯的制备方法如下：1）将氧化石墨烯还原，得到还原氧化石墨烯；2）将还原氧化石墨烯加入到卤素单质的强碱溶液中，进行霍夫曼重排反应，得到胺/氨基功能化石墨烯。本发明通过调节氨/胺类化合物、卤素单质的用量，可以控制胺/氨基功能化石墨烯中的氮元素和胺/氨基含量，还可以调节胺/氨基功能化石墨烯在水和其它溶剂中的分散性和稳定性。本发明的胺/氨基功能化石墨烯在水和极性溶剂中的分散性能优异，且氮元素和胺/氨基含量可调，在生物医药、生化检测和治疗等方面具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种胺/氨基功能化石墨烯及其制备方法，属于石墨烯基功能材料技术领域。

背景技术

石墨烯基材料由于具有优异的物理、化学和生物特性，受到了普遍关注，其有希望在生物传感器、影像学、药物释放和抑制细菌以及光热治疗等生物医学领域获得广泛应用。

近年来，氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（RGO）这两种在水溶液中具有很高的稳定性的石墨烯衍生物已经被用于探究生物医学应用，如体外药物、细胞成像、控制抗肿瘤剂加载和释放的药物载体，以及新型的生物传感平台的各种生物分子的检测。石墨烯基材料在生物医学领域的发展已经步入快车道并表现出巨大的潜力。

应用于生物医学和药学领域的石墨烯基材料应该具有生物相容性、水分散性和无毒等特点。GO具有引起人类血小板的强凝集反应的效应，小鼠实验表明：其会引发广泛的肺动脉栓塞血栓，不适于直接作为药物输送、细胞成像、癌症的光热治疗和生化诊断工具。然而，通过对GO进行还原而得到的RGO所引起的凝集反应较GO轻微很多，在不久的将来有可能获得广泛应用。

具有生物相容属性的石墨烯可以通过适当的化学修饰（功能化），使其可以均匀分布在极性溶剂或水中。氨基是一种具有生物相容性的基团，且氨基携带的正电荷有利于中和石墨烯上羧基携带的负电荷，从而可以降低石墨烯对人类血小板的强凝集反应效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种胺/氨基功能化石墨烯及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种胺/氨基功能化石墨烯的制备方法，包括以下步骤：

1)氧化石墨烯的还原：将氧化石墨烯加入到有机溶剂中，超声分散，再加入氨水或胺类化合物溶液，150～190℃反应8～10小时，抽滤，用水洗涤固体产物，得到还原氧化石墨烯；

2)胺/氨基功能化石墨烯的制备：将还原氧化石墨烯加入到卤素单质的强碱溶液中，进行霍夫曼重排反应，50～90℃反应1～4小时，反应结束后中和反应液，透析，浓缩，得到胺/氨基功能化石墨烯。

步骤1）所述的有机溶剂为乙二醇、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

步骤1）所述的氧化石墨烯、氨的添加量比为1g：（20～120）mmol。

步骤1）所述的氧化石墨烯、胺类化合物的添加量比为1g：（20～120）mmol。

步骤1）所述的胺类化合物为甲胺、乙胺、乙二胺、苯胺、二异丙胺中的至少一种。

步骤2）所述的还原氧化石墨烯、卤素单质的添加量比为1g：（20～60）mmol。

步骤2）所述的卤素单质的强碱溶液为Br₂的NaOH溶液、Cl₂的NaOH溶液、Br₂和Cl₂的NaOH溶液、Br₂的KOH溶液、Cl₂的KOH溶液、Br₂和Cl₂的KOH溶液中的一种。

本发明的有益效果是：