[发明专利]芘甲基胺盐酸盐非共价修饰的石墨烯及其制备和应用在审
申请号: | 201811531339.9 | 申请日: | 2018-12-14 |
公开(公告)号: | CN111320162A | 公开(公告)日: | 2020-06-23 |
发明(设计)人: | 宋娜;侯兴双;丁鹏;施利毅 | 申请(专利权)人: | 中国石油天然气股份有限公司;上海大学 |
主分类号: | C01B32/194 | 分类号: | C01B32/194 |
代理公司: | 北京三友知识产权代理有限公司 11127 | 代理人: | 张德斌;姚亮 |
地址: | 100007 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 甲基 盐酸 共价 修饰 石墨 及其 制备 应用 | ||
本发明提供了芘甲基胺盐酸盐非共价修饰的石墨烯及其制备和应用。所述方法包括使用芘甲基胺盐酸盐对石墨烯表面进行修饰的步骤,其中,芘甲基胺盐酸盐与石墨烯的质量比为(1‑4):1。本发明工艺简单,易于操作;可实现石墨烯具有不同的表面修饰程度,从而调节并提高复合材料的导热性能,扩大石墨烯的应用领域。
技术领域
本发明涉及材料化学领域,具体的说,本发明涉及一种芘甲基胺盐酸盐非共价修饰的石墨烯及其制备和应用。
背景技术
石墨烯作为一种新型的二维碳纳米材料,由sp2碳原子排列得到的六边形蜂巢结构构成,具有超大的比表面积、π-π共轭结构,并且表现出许多优异的性能,其强度为钢铁的百倍,是目前世界上最薄、最硬的材料。单层石墨烯在室温时的导热系数高达5300W·m-1·K-1,是目前已知的导热系数最高的材料,是一种非常理想的导热填料。同时,也是一种有着极好导电能力的半金属材料。但由于石墨烯比表面积大,容易发生堆叠,以至于在聚合物基体中石墨烯的分散性较差。通过对石墨烯进行表面修饰和功能化,实现对石墨烯的表面调控,增强石墨烯片材与聚合物基体之间的相互作用,从而增加石墨烯的应用范围。
目前,提高石墨烯溶解性和分散能力主要通过共价修饰和非共价修饰,由于共价修饰会使石墨烯表面产生较多缺陷,进而影响石墨烯自身的性能,因此,越来越多的研究针对于石墨烯的非共价修饰,这种方法是在不破坏石墨稀的大环结构的前提下对石墨烯进行表面修饰改性,不仅可以提高石墨烯与其他材料的相容性,同时也可以尽最大可能地保留石墨稀独特的性质。中国专利CN104867702A利用蒽醌类分子与氧化石墨烯之间的氢键与π-π作用将修饰剂附着在氧化石墨烯表面,并将氧化石墨烯还原为石墨烯加入到聚合物中制备得到较高导电率的复合材料;中国专利CN106977880A制备得到苝酐非共价修饰的石墨烯,并将其加入到环氧树脂基体中得到高性能的形状记忆聚合物。然而,这些方法都没有实现石墨烯表面修饰程度的控制。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种芘甲基胺盐酸盐非共价修饰石墨烯;本发明中的芘甲基胺盐酸盐具有四个苯环结构,可以通过π-π堆砌作用吸附在石墨稀表面。实现对石墨烯表面的修饰改性,阻止石墨烯的团聚,另外,可以通过荧光光谱的焠灭现象来监控石墨烯表面的修饰程度,从而进一步拓宽石墨烯的应用领域
本发明的另一目的在于提供一种芘甲基胺盐酸盐非共价修饰石墨烯的制备方法;
本发明的再一目的在于提供一种芘甲基胺盐酸盐非共价修饰石墨烯的应用。
为达上述目的,一方面,本发明提供了一种芘甲基胺盐酸盐非共价修饰石墨烯的制备方法,其中,所述方法包括使用芘甲基胺盐酸盐对石墨烯表面进行修饰的步骤,其中,芘甲基胺盐酸盐与石墨烯的质量比为(1-4):1。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述芘甲基胺盐酸盐为1-芘甲基胺盐酸盐。
根据本发明一些具体实施方案,其中,芘甲基胺盐酸盐是在超声条件下对石墨烯表面进行修饰。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述超声是利用细胞粉碎机进行超声30-120min。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述细胞粉碎机的功率为100-300W。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述细胞粉碎机的功率为130W。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述超声是在温度为0-5℃下进行。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述超声是在冰浴条件下进行。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述方法包括如下步骤:
(1)将芘甲基胺盐酸盐溶解在去离子水中得到芘甲基胺盐酸盐溶液;
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