[发明专利]一种改性氧化石墨烯及加工工艺

说明书

本发明公开了一种改性氧化石墨烯及加工工艺，一种改性氧化石墨烯，包括氧化石墨烯、改性剂、催化剂和氧化剂，上述原料的组分配比为：氧化石墨烯10~20％、改性剂70~86％、催化剂1~2％和氧化剂1~2％；改性氧化石墨烯的加工工艺，包括如下步骤：步骤一，制备氧化石墨烯水溶液；步骤二，制备改性剂溶液；步骤三，混合搅拌反应；步骤四，超声处理；步骤五，过滤水洗；本发明通过苯二胺对氧化石墨烯改性，苯二胺上苯环受氨基的影响使苯环上氨基的邻对位上的氢的活泼性增强，易被取代，能快速反应，反应后氧化石墨烯的分散性好，阻燃性能好，稳定性较好，在做复合材料的母料时，所得的复合材料的强度与韧性能被满足。

技术领域

本发明涉及改性氧化石墨烯技术领域，具体为一种改性氧化石墨烯及加工工艺。

背景技术

氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的,因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质,氧化石墨烯的分散效果较差，稳定性差，在做复合材料的母料时，所得的复合材料的强度与韧性均没法得到满足,因此，设计一种改性氧化石墨烯及加工工艺是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性氧化石墨烯及加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改性氧化石墨烯，包括氧化石墨烯、改性剂、催化剂和氧化剂，上述原料的组分配比为：氧化石墨烯10~20％、改性剂70~86％、催化剂1~2％和氧化剂1~2％。

一种改性氧化石墨烯的加工工艺，包括如下步骤：步骤一，制备氧化石墨烯水溶液；步骤二，制备改性剂溶液；步骤三，混合搅拌反应；步骤四，超声处理；步骤五，过滤水洗；

其中在上述的步骤一中，将氧化石墨烯溶于水中，冰浴超声得氧化石墨烯水溶液；

其中在上述的步骤二中，将改性剂水浴搅拌加热制成水溶液；

其中在上述的步骤三中，向氧化石墨烯水溶液内部加入改性剂溶液，同时加入催化剂和氧化剂，水浴加热，容器压力2MPa、温度60~100℃下搅拌反应，搅拌30~35min；

其中在上述的步骤四中，在步骤三中的溶液充分反应后，对混合溶液进行超声处理即可得到改性的氧化石墨烯分散液；

其中在上述的步骤五中，反应结束后冷却至室温，将气体缓慢排除后，过滤除去催化剂及溶剂后，离心水洗，得改性氧化石墨烯。

根据上述技术方案，所述改性剂为苯二胺。

根据上述技术方案，所述催化剂为硝酸铝或者为硫酸铝。

根据上述技术方案，所述氧化剂为高锰酸钾。

根据上述技术方案，所述步骤四中，超声处理时间为0.5~1h。

根据上述技术方案，所述氧化石墨烯制备工艺，其步骤如下：

1）在冰水浴中装配好250mL的反应瓶加入适量的浓硫酸搅拌下加入2g石墨粉和1g硝酸钠的固体混合物；

2）再分次加入6g高锰酸钾控制反应温度不超过20℃搅拌反应一段时间然后升温到35℃左右，继续搅拌30min再缓慢加入一定量的去离子水续拌20 min后并加入适量双氧水还原残留的氧化剂使溶液变为亮黄色；

3）趁热过滤，并用5％盐酸溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止；

4）将滤饼置在60℃的真空干燥箱中充分干燥保存备用。