[发明专利]一种塑料增强用石墨烯碳酸钙纳米球及制备方法

权利要求书

1.一种塑料增强用石墨烯碳酸钙纳米球，其特征是以碳酸钙纳米球为核，通过铜氨液还原形成的铜，将石墨烯牢固固定在碳酸钙纳米球表面形成的石墨烯碳酸钙纳米球。

2.一种塑料增强用石墨烯碳酸钙纳米球的制备方法，其特征是将氟化石墨烯或氧化石墨烯制备成分散液，将球形纳米碳酸钙分散于分散液，加入铜氨液、水合肼，水合肼将氟化石墨烯、氧化石墨烯还原成石墨烯，同时铜离子在碳酸钙表面形成沉积铜，将石墨烯牢固附着在碳酸钙表面，形成一种石墨烯碳酸钙纳米球；具体操作按下列步骤进行：

（1）以石墨粉为原料，采用常规石墨烯制备方法获得具有水溶性的氧化石墨烯或者氟化石墨烯；将氧化石墨烯或者氟化石墨烯溶于去离子水中，与水质量比为1:200~2000，机械搅拌加超声波处理30~90min，得到0.5~5g/L浓度的氧化石墨烯分散液或者氟化石墨烯分散液；

（2）铜氨溶液的配置，首先需要称取一定质量的氢氧化铜放入容器中，搅拌并加入到去离子水中，放置一段时间使氢氧化铜实现沉降，所述去离子水的重量为氢氧化铜的100~500倍；等待氢氧化铜沉降完毕后，倒出上层清液，并用蒸馏水采用倾斜法洗涤沉淀5~10次，洗涤完成后的糊状沉淀的氢氧化铜在冷水浴中冷却至40℃以下；在搅拌的情况下向糊状沉淀中加入一定量氨水，氢氧化铜与氨水摩尔比为1：2~20，氨水的浓度为0.1~0.5mol/L；再加入蔗糖，所述蔗糖重量为氨水加入量0.6~0.8%，振荡使蔗糖完全成混合溶液至无沉淀为止，并转移至棕色带塞瓶中待用；

（3）在步骤（1）制备的氧化石墨烯分散液或者氟化石墨烯分散液中加入球形纳米碳酸钙，所述球形纳米碳酸钙为常规市售产品，加入重量与氧化石墨烯或者氟化石墨烯的重量比为1:0.5~10，然后进行湿法砂磨，得到悬浮液，所述湿法砂磨的工艺为，料球比为1:4~8，时间为1~2小时，湿法砂磨的目的是让氧化石墨烯或者氟化石墨烯进一步分散和剥离，让球形纳米碳酸钙进一步分散，并让氧化石墨烯或者氟化石墨烯吸附在其表面；

（4）在步骤（3）制备的悬浮液中，加入步骤（2）制备的铜氨液和水合肼，高速机械搅拌器，转速180~300r/min；所述铜氨液的加入量以铜计，氧化石墨烯或者氟化石墨烯与铜的摩尔比为1:0.1~0.8；所述水合肼的加入量，以N元素计，氧化石墨烯或者氟化石墨烯与N的摩尔比为1:0.5~2；在这个过程中，氧化石墨烯或者氟化石墨烯还原成石墨烯，同时铜离子在碳酸钙表面形成沉积铜，将石墨烯牢固附着在碳酸钙表面，形成石墨烯碳酸钙纳米球；产物离心后，取沉淀用去离子水清洗3~5次，再醇清洗1~3次，直到混合液中离子被彻底洗去；

（5）将步骤（4）清洗后的产物进行干燥，干燥至含水量低于0.1wt%得到一种塑料增强用石墨烯碳酸钙纳米球，装袋备用。

3.根据权利要求2所述一种塑料增强用石墨烯碳酸钙纳米球的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述球形纳米碳酸钙的粒径为100-500nm。

4.根据权利要求2所述一种塑料增强用石墨烯碳酸钙纳米球的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述湿法砂磨时加入适量的聚丙烯酰胺作为分散剂。