[发明专利]官能化石墨材料

说明书

本发明公开了用于使石墨材料官能化的方法的一种或多种技术，所述方法包括以下步骤：1)提供石墨材料；2)切割所述石墨材料；3)提供催化剂，其包括金属原子、金属阳离子、金属醇化物、金属链烷酸盐、金属磺酸盐和金属粉末中的至少一种催化剂；4)提供试剂；5)使所述催化剂结合至所述试剂；6)使所述试剂结合至所述石墨材料；以及7)回收所述催化剂。本发明还公开了一种由本文描述的所述方法制备的组合物。

相关申请

本发明是申请日为2013年4月30日、申请号为201380073444.1、发明名称为“官能化石墨材料”专利申请的分案申请。

本申请要求2013年2月20日申请的名称为“杂化材料的加速制造(AcceleratedFabrication of Hybride Materials)”的美国序列号61/850,562的优先权，该申请以引用的方式并入本文中。

背景技术

碳纳米管(CNT)和石墨烯已经被用来增强热固性塑料如环氧树脂、聚氨酯和硅酮。CNT、官能化CNT(或杂化CNT，表示为HNT)、碳纤维、石墨、石墨烯和官能化石墨烯可以统称为石墨材料。石墨材料可以具有高拉伸强度。复合物和其它杂化材料可以通过将石墨材料并入各种基质材料中来制造，以改善拉伸强度和其它性质。例如，可以将这些石墨材料并入任何环氧组分如环氧树脂以及硬化剂中。石墨材料还可以并入聚氨酯和硅酮中。这类石墨材料可以通过范德华力与基质材料以及彼此相互作用。

然而，复合物的机械性质和化学性质可能会改变。为了给复合物和其它杂化材料提供有利的机械和化学性质，可以使用用于石墨材料的若干种官能化方法。这些方法可以包括CNT的硝酸/硫酸氧化、CNT的芳基自由基加成、球磨诱导胺和硫化物加成到CNT中、丁基锂活化偶合至卤代烷以及许多试剂包括胺和环氧树脂的超声振动辅助加成。这些方法可以需要或不需要任何溶剂或形成其它副产物。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍将在下文的具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在确定所要求保护的主题的关键因素或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

在一个实施方式中，一种使石墨材料官能化的方法包括以下步骤：1)提供石墨材料；2)切割该石墨材料；3)提供催化剂，其包括金属原子、金属阳离子、金属醇化物、金属链烷酸盐、金属磺酸盐和金属粉末中的至少一种催化剂；4)提供试剂；5)使该催化剂结合至该试剂；6)使该试剂结合至该石墨材料；以及7)回收该催化剂。

为了实现上述和相关目的，以下描述和附图阐述了某些说明性方面和实施方式。这些指示了可以使用一个或多个方面的各种方式中的一些。本发明公开的其它方面、优点和新颖特征通过以下详细描述并结合附图考虑，将变得显而易见。

附图说明

本发明在某些零件及其排列上可以采用其物理形式，且将在说明书中详细描述并在形成其部分的附图中加以说明，其中：

图1示意性说明本文中所公开的内容。

图2示意性说明本文中所公开的内容。

图3示意性说明本文中所公开的内容。

图4示意性说明本文中所公开的内容。

具体实施方式

现在参照附图描述所要求保护的主题，其中相同的参考数字通常用于自始至终指示相同的元件。在以下描述中，为了解释目的，阐述了许多特定细节以提供对所要求的主题的彻底了解。然而，可以显而易见的是，可以在没有这些特定细节下实践所要求保护的主题。在其它情况下，结构和装置以方块图形式被示出，以方便描述所要求保护的主题。