[发明专利]石墨烯防腐防污纳米材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种石墨烯防腐防污纳米材料，其特征在于，所述石墨烯防腐防污纳米材料具有式(Ⅰ)所示的结构：

其中，R₁，R₂包括氢、取代或未取代的芳香基、取代或未取代的脂肪链基团、取代或未取代的脂肪环基团中的任意一种或两种以上的组合。

2.根据权利要求1所述的石墨烯防腐防污纳米材料，其特征在于：所述石墨烯防腐防污纳米材料包含复数个石墨烯纳米片；优选的，所述石墨烯纳米片的层数为1～10层，片径为500nm～5000nm。

3.根据权利要求1所述的石墨烯防腐防污纳米材料，其特征在于：所述R₁，R₂所含碳原子数为1～12；和/或，所述R₁，R₂所含氢原子数为1～2。

4.根据权利要求1所述的石墨烯防腐防污纳米材料，其特征在于：所述芳香基、脂肪链基团或脂肪环基团所含的取代基包括C、H、杂原子中的任意一种或两种以上的组合，优选的，所述取代基的个数为1～5个；优选的，所述杂原子包括N、O、S或P；

和/或，所述芳香基包括苯基、取代苯基、苯甲基、苯乙基中的任意一种或两种以上的组合；

和/或，所述脂肪链基团包括C1～C16的脂肪链基团，优选为甲基、亚甲基、乙基、丙基中的任意一种或两种以上的组合；

和/或，所述脂肪环基团包括C3～C8的脂肪环基团，优选为环丙烷、环丁烷、环戊烷中的任意一种或两种以上的组合。

5.一种石墨烯防腐防污纳米材料的制备方法，其特征在于包括：

提供羧基化石墨烯；

以胺类化合物对所述羧基化石墨烯进行酰胺化处理，获得石墨烯防腐防污纳米材料；

其中，所述胺类化合物具有式(Ⅱ)所示的结构：

其中，R₁，R₂包括氢、取代或未取代的芳香基、取代或未取代的脂肪链基团、取代或未取代的脂肪环基团中的任意一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述R₁，R₂所含碳原子数为1～12；和/或，所述R₁，R₂所含氢原子数为1～2；

和/或，所述芳香基、脂肪链基团或脂肪环基团所含的取代基包括C、H、杂原子中的任意一种或两种以上的组合，优选的，所述取代基的个数为1～5个；优选的，所述杂原子包括N、O、S或P；

和/或，所述芳香基包括苯基、取代苯基、苯甲基、苯乙基中的任意一种或两种以上的组合；

和/或，所述脂肪链基团包括C1～C16的脂肪链基团，优选为甲基、亚甲基、乙基、丙基中的任意一种或两种以上的组合；

和/或，所述脂肪环基团包括C3～C8的脂肪环基团，优选为环丙烷、环丁烷、环戊烷中的任意一种或两种以上的组合；

优选的，所述胺类化合物包括哌啶、苯胺、己胺、哌嗪中的任意一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于具体包括：

提供天然石墨；

采用干冰或气态CO₂对所述天然石墨在室温下进行剥离和羧基化处理5～20h，得到羧基化石墨烯；

将羧基化石墨烯、酰化试剂与溶剂均匀混合，形成混合反应体系，之后于0～5℃加入胺类化合物，并于室温进行酰胺化处理15～30h，再经后处理，获得所述石墨烯防腐防污纳米材料；

优选的，所述羧基化石墨烯与酰化试剂的质量比为1：1～10；

优选的，所述胺类化合物与羧基化石墨烯的质量比为1：1～10；

优选的，所述干冰或气态CO₂与天然石墨的质量比为1：0.1～20；

优选的，所述酰化试剂包括羰基二咪唑；

优选的，所述溶剂包括四氢呋喃。