[发明专利]一种聚乙二醇改性氧化石墨烯及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种聚乙二醇改性氧化石墨烯，其特征在于，是通过将含碳类固体与反应剂在溶剂中反应，获得氧化石墨烯前驱体，再将其与聚乙二醇类物质、脱水剂分散在非质子溶剂中，以催化剂催化反应，得到聚乙二醇改性氧化石墨烯；

所述的反应剂是三氧化硫、氯磺酸、二氧化硫、亚硫酸钠、亚硫酸、过二硫酸、过硫酸铵、浓硫酸中的一种或者两种以上的组合；

所述的溶剂是氨水、甲苯、二甲苯、苯甲醚、浓硫酸、30％过氧化氢溶液、去离子水、甲醇、乙醇、丙醇、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、丁酮、乙醚、四氢呋喃中的一种或者两种以上的组合；

所述的非质子溶剂是二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、丁酮、乙腈、四氢呋喃中的一种或者两种以上的组合；

所述的催化剂是溴化亚铜、氯化亚铜、氯化铜、溴化铜、氯化锌、氯化钠、氯化亚铁、氯化铁、氯化铝、三氟化硼乙醚、三氯化硼、氯化钴、4-二甲氨基吡啶、三乙胺、四甲基乙二胺、五甲基二亚乙基三胺中的一种或者两种以上的组合。

2.根据权利要求1所述的聚乙二醇改性氧化石墨烯，其特征在于，

所述的含碳类固体是石墨粉、石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、碳纳米管、C₆₀、C₇₀、碳纤维中的一种或者两种以上组合；

所述的聚乙二醇类物质是烯丙基聚氧乙烯醚、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇单甲醚、聚乙二醇、聚乙二醇二胺中的一种或者两种以上的组合；

所述的脱水剂是浓硫酸、氯化钙、无水硫酸镁、多聚磷酸、二环己基二亚胺、N,N-二异丙基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，氢化钙，4A分子筛，氧化钙，磷酸中的一种或者两种以上的组合。

3.根据权利要求2所述的聚乙二醇改性氧化石墨烯，其特征在于，

所述的含碳类固体为石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯中的至少一种；

所述的烯丙基聚氧乙烯醚Mn为1000；

所述的聚乙二醇甲基丙烯酸酯Mn为475-950；

所述的聚乙二醇单甲醚Mn为1000-2000；

所述的聚乙二醇Mn为2000-6000；

所述的聚乙二醇二胺Mw为2000-4000。

4.根据权利要求3所述的聚乙二醇改性氧化石墨烯，其特征在于，

所述的聚乙二醇甲基丙烯酸酯Mn为950；

所述的聚乙二醇单甲醚Mn为1000；

所述的聚乙二醇Mn为4000；

所述的聚乙二醇二胺Mw为4000。

5.根据权利要求1所述的聚乙二醇改性氧化石墨烯，其特征在于，

所述的反应剂的用量为所述的含碳类固体A质量的40-400倍；

所述溶剂的用量为所述的含碳类固体A质量的250-5000倍；

所述的聚乙二醇类物质的用量为所述的氧化石墨烯前驱体质量的10-100倍；

所述的脱水剂的用量为所述的氧化石墨烯前驱体质量的1-100倍；

所述的非质子溶剂的用量为所述的氧化石墨烯前驱体质量的100-1000倍；

所述的催化剂的用量为所述的氧化石墨烯前驱体质量的0.01-10倍。

6.根据权利要求5所述的聚乙二醇改性氧化石墨烯，其特征在于，

所述的反应剂的用量为所述的含碳类固体A质量的100-400倍；

所述溶剂的用量为所述的含碳类固体A质量的500-1500倍；

所述的非质子溶剂的用量为所述的氧化石墨烯前驱体质量的300-400倍。

7.权利要求1-6任一项所述的聚乙二醇改性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将含碳类固体、反应剂及溶剂混合，反应，获得氧化石墨烯前驱体；

(2)将步骤(1)得到的氧化石墨烯前驱体与聚乙二醇类物质、脱水剂、非质子溶剂以及催化剂混合，反应，获得聚乙二醇改性氧化石墨烯。