[发明专利]一种具有高手性选择性的石墨烯纳米材料及其制备与应用

权利要求书

1.一种具有高手性选择性的石墨烯纳米材料，其特征在于，所述石墨烯纳米材料以磁性氧化石墨烯为基体，并在所述基体表面接枝有聚合物链聚(NIPAM-co-GMA)-CD；所述基体的比表面积为 300~500m²/g；所述聚合物链中聚(NIPAM-co-GMA)链段的接枝量为 700~900mg/g，β-CD的接枝量为200~400mg/g；所述磁性氧化石墨烯包括氧化石墨烯及其表面固载的Fe₃O₄磁性纳米颗粒；

所述石墨烯纳米材料的制备方法包括以下步骤：

（1）通过氧化石墨烯与铁化合物的反应制备磁性氧化石墨烯；

（2）通过聚多巴胺与2-溴异丁酰溴反应所得产物，修饰所述磁性氧化石墨烯，制得磁性氧化石墨烯大分子引发剂；

（3）向所述磁性氧化石墨烯大分子引发剂中加入功能性第一反应单体、含环氧基团第二反应物、催化剂、配体，反应后制得环氧基修饰的温敏磁性氧化石墨烯；

（4）将所述环氧基修饰的温敏磁性氧化石墨烯与氨基功能化β-环糊精反应，即制得具有高手性选择性的石墨烯纳米材料。

2.根据权利要求1所述的具有高手性选择性的石墨烯纳米材料，其特征在于：所述Fe₃O₄磁性纳米颗粒的平均粒径为80~100nm。

3.根据权利要求1所述的具有高手性选择性的石墨烯纳米材料，其特征在于：所述聚合物链中聚(NIPAM-co-GMA)链段的接枝量为826.5mg/g，β-CD的接枝量为 327.8mg/g。

4.权利要求1~3任一项所述具有高手性选择性的石墨烯纳米材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）通过氧化石墨烯与铁化合物的反应制备磁性氧化石墨烯；

（2）通过聚多巴胺与2-溴异丁酰溴反应所得产物，修饰所述磁性氧化石墨烯，制得磁性氧化石墨烯大分子引发剂；

（3）向所述磁性氧化石墨烯大分子引发剂中加入功能性第一反应单体、含环氧基团第二反应物、催化剂、配体，反应后制得环氧基修饰的温敏磁性氧化石墨烯；

（4）将所述环氧基修饰的温敏磁性氧化石墨烯与氨基功能化β-环糊精反应，即制得具有高手性选择性的石墨烯纳米材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述功能性第一反应单体为N-异丙基丙烯酰胺，所述含环氧基团第二反应物为甲基丙烯酸缩水甘油酯。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）包括以下过程：将氧化石墨烯与铁化合物在第一溶剂中混合均匀，其后加入乙酸钠及苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物，在15~35℃下搅拌0.5h后，再于198~220℃下反应6~20h，其后冷却、用乙醇和去离子水交替洗涤，即得到所述磁性氧化石墨烯。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯、铁化合物、乙酸钠与苯乙烯磺酸-马来酸酐共聚物的质量配比为 0.1:1:3:1。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯在第一溶剂中的浓度为0.2wt%。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述铁化合物选自硫酸铁、氯化铁或它们的溶剂合物中的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂合物进一步地选自水合物。

11.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述第一溶剂进一步选自乙二醇。