[发明专利]石墨烯的改性方法及其应用

说明书

本发明公开了一种石墨烯的改性方法及其应用，其中石墨烯的改性方法为通过用几种混酸氧化天然鳞片石墨，得到含有大量活泼性羟基的氧化石墨烯，氧化石墨烯表面羟基与全氟碘烷发生亲核取代反应，从而在其表面引入全氟长链，其中间产物继续与丙烯酰氯发生酯化反应使其表面带有C=C，从而可与亚磷酸二甲酯发生加成反应，最终，将疏水全氟长链、含N组分三聚氯氰和含磷组分亚磷酸二甲酯同时接枝到碳纳米颗粒表面，得到多功能石墨烯复合材料。本发明所提供的改性方法，在纺织品上的整理工艺操作简便，适用于纤维、纱线及织物的后整理，具有很大的应用价值。

技术领域

本发明属于纺织品领域，涉及一种石墨烯的改性方法，还涉及一种石墨烯的改性方法的应用。

背景技术

随着现代社会生活水平的不断提高，人们对纺织品的要求已经远远超越了最初“遮身蔽体，保暖防寒”的基本需要，而对其功能性的要求日益提高，具有单一功能的纺织品在某些领域不能完全满足需求。

石墨烯作为一种二维纳米材料，一经发现便引起人们广泛关注，由于其特殊的二维结构，石墨烯在电学、光学、热学、力学、电化学以及化学活性等领域具有优异的性能。石墨烯及其改性材料制成分散液施加到纺织品表面，可赋予纺织品诸如阻燃、拒水、抗菌、防紫外、远红外蓄热保温及电磁屏蔽等功能性，但是在实际应用过程中传统多功能复合整理工艺均需要将多种功能整理剂进行复配或分步整理，整理工艺复杂且相容性差，并且功能效果难以调控；因此，通过一步加工使纺织品具有两种或以上功能的简单整理工艺以及对应的多功能的整理方法的需求日益迫切。目前用石墨烯对织物多功能整理的研究较少，织物多功能性的获得依靠石墨烯自身性能及功能成分掺杂和共混来实现；对石墨烯进行多组分改性，并且依据产品需求进行组分调控以获得多功能纺织品整理剂的研较少。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种石墨烯的改性方法及其应用，通过在石墨烯表面引入不同功能性单体，得到多功能的石墨烯，将其分散于水中，用浸渍-烘干整理法，以达到简便的一步施加于纺织品表面，得到多功能纺织品的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种石墨烯的改性方法，该方法按照以下步骤顺序进行：

步骤一：取20-40重量份的氧化石墨烯GO，加入126-252重量份的DMF，冷却，加入5.1-10.2重量份的反应调节剂X，逐渐升温，加入0.06-0.12重量份1-全氟碘烷，反应5-24h，猝灭反应后，分别用DMF、乙醇和水离心洗涤，干燥得到的GO-F；

步骤二：取10-30重量份步骤一制得的GO-F,加入到250-750重量份水中，再加入2.5-7.5重量份反应调节剂Y，超声分散，得到溶液A1，将11.5-34.5重量份三聚氯氰分散在250-750重量份水中，得到溶液A2，将溶液A2加入到溶液A1中，得到溶液A，反应后，分别用乙醇和水离心洗涤，干燥得到GO-F-N；

步骤三：通氮气条件下，取10-20重量份步骤二制得的GO-F-N，加入3.4-6.8重量份反应调节剂Z加入94.6-189.3重量份DMF，冷却，逐滴加入1.49-2.97重量份丙烯酰氯，反应后，分别用乙醇和水离心洗涤，室温烘干，得到GO-F-N-C＝C；

步骤四：取5-15重量份步骤三制得的GO-F-N-C＝C，加入0.63-1.88重量份亚磷酸二甲酯，71-213重量份DMF，得到溶液B1，将0.055-0.165重量份反应调节剂W溶于9.5-28.4重量份DMF中，得到溶液B2，将溶液B2逐滴加入到溶液B1中，得到溶液B，反应后，分别用乙醇和水离心洗涤，烘干，得到GO-multi。

作为对本发明的另一种限定：所述步骤一中所采用的氧化石墨烯GO利用Hummers法、Brodie法、Staudenmaier法中的任意一种方法制备而成。

作为对本发明的进一步限定：所述步骤一中,1-全氟碘烷的碳链长度为6碳或8碳。