[发明专利]一种石墨烯/木质素高分子复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯/木质素高分子复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，25℃下，将氧化石墨烯超声分散在有机溶剂Ⅰ中，在保护气气氛下，搅拌至均匀分散，再加入4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯，继续搅拌至均匀分散，得到混合溶液Ⅰ；

第二步，将混合溶液Ⅰ真空抽滤，依次用去离子水、二氯甲烷洗涤后，冷冻干燥，得到改性氧化石墨烯；

第三步，将改性氧化石墨烯超声分散至有机溶剂Ⅱ中，离心，去除沉淀物后，得到改性氧化石墨烯分散液，沉淀物干燥后，称重；

第四步，30-90℃条件下，在纸浆黑液中通入CO₂气体30min至纸浆黑液的pH降至9，再继续加入明矾水溶液，至pH降至4，在25℃条件下搅拌至混合均匀，得到混合溶液Ⅱ，将混合溶液Ⅱ过滤得到的沉淀物洗涤后，真空干燥，得到木质素；

第五步，45℃条件下，将木质素加入改性氧化石墨烯分散液中，搅拌30min至溶解，得到混合溶液Ⅲ，混合溶液Ⅲ降至25℃后，再分别加入ε-己内酯和癸二酰氯，再将三乙胺缓慢加入并加热搅拌，得到混合溶液Ⅳ；

第六步，将混合溶液Ⅳ过滤得到的沉淀物洗涤后，真空干燥，得到木质素聚己内酯缩聚物/改性氧化石墨烯；

第七步，将木质素聚己内酯缩聚物/改性氧化石墨烯超声分散至有机溶剂Ⅲ中，真空抽滤、干燥后，得到石墨烯/木质素高分子复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯/木质素高分子复合材料的制备方法，其特征在于：第一步中所述保护气为氮气或氩气，保护气气氛下搅拌时间为0.3-3h，有机溶剂Ⅰ包括N'N-二甲基甲酰胺、N'N-二甲基乙酰胺和氯仿中的一种或任意混合，浓度范围为0.05-0.5mol/L，加入有机溶剂Ⅰ后的搅拌时间为12-48h，氧化石墨烯和有机溶剂Ⅰ的质量体积比为1g:250mL。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯/木质素高分子复合材料的制备方法，其特征在于：第二步中所述冷冻干燥时间为0.5-5天。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯/木质素高分子复合材料的制备方法，其特征在于：第三步中所述有机溶剂Ⅱ包括丙酮、氯仿和N'N-二甲基甲酰胺中的一种或任意混合，改性氧化石墨烯和有机溶剂Ⅱ的质量体积比为1g：250mL~1g：1250mL，离心转速为1000-5000rpm，离心时间为3-30min。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯/木质素高分子复合材料的制备方法，其特征在于：第四步中所述明矾水溶液的浓度为0.05-0.5mol/L，纸浆黑液和明矾水溶液的体积比为1:1~10。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯/木质素高分子复合材料的制备方法，其特征在于：第五步中所述木质素与改性氧化石墨烯分散液的质量比为0.5-5%，ε-己内酯与木质素中羟基基团的摩尔比为1-7，癸二酰氯与木质素中羟基基团的摩尔比为1-7，三乙胺与癸二酰氯的摩尔比为1，加入三乙胺后，加热温度至100-150℃，搅拌时间为0.5-3天。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯/木质素高分子复合材料的制备方法，其特征在于：第六步中所述真空干燥时间为0.5-4天。

8.根据权利要求1所述的一种石墨烯/木质素高分子复合材料的制备方法，其特征在于：第七步中所述超声时间为1-5h，有机溶剂Ⅲ包括N'N-二甲基甲酰胺、N'N-二甲基乙酰胺、丙酮和氯仿中的一种或任意混合，干燥温度为50-100℃，干燥时间为5-24h。