[发明专利]一种具有光活性改性石墨烯及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有光活性改性石墨烯，其特征在于：其结构式如下：

其中R的结构为R1为H、OCH₃、CH₃、F中的一种。

2.一种如权利要求1所述的具有光活性改性石墨烯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)惰性气体保护下，将石墨烯置于体积比3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，机械搅拌下处理12-18h，然后用大量的去离子水清洗至中性，再用用高锰酸钾溶液氧化处理6-8h，然后用大量的去离子水清洗至中性、80℃下真空干燥制得氧化石墨烯；

(2)惰性气体保护下，取干燥后的氧化石墨烯加入到质量分数为20-30％的氢氧化钠溶液中，固液质量比为1:10-15，超声1-2h，然后滴加入与氧化石墨烯质量比为(5-3)：1的氯乙酸，滴加完后在温度为60-80℃下搅拌反应8-12h，过滤，洗涤，干燥后即得羧基化石墨烯；

(3)惰性气体保护下，将步骤(2)的羧基化石墨烯加入到去离子水中，固液质量比为1:10-15，然后加入占羧基化石墨烯质量1-3％的催化剂对甲苯酸酸，再加入三乙胺和氯化亚砜，三乙胺和氯化亚砜的质量比1.5-2:1，冰浴反应48h，过滤，洗涤，干燥后即得酰氯化石墨烯；

(4)惰性气体保护下，将步骤(3)的酰氯化石墨烯超声分散于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，固液质量比为1:5-8，然后加入占酰氯化石墨烯质量1-3％的催化剂4-二甲氨基吡啶，再加入三乙胺和2-羟基-2-苯乙酮衍生物，三乙胺和2-羟基-2-苯乙酮衍生物的质量比2-3:1，冰浴反应48h；

(5)反应完将步骤(4)的反应物倒入去离子水中，抽滤，洗涤，真空干燥得到最终产物，即具有光活性改性石墨烯。

3.如权利要求2所述的一种具有光活性改性石墨烯的制备方法，其特征在于：步骤(1)-步骤(4)所述的惰性气体是氮气或氩气。

4.如权利要求2所述的一种具有光活性改性石墨烯的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的氯化亚砜的加入量为与羧基化石墨烯的质量比为1-3:1。

5.如权利要求2所述的一种具有光活性改性石墨烯的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述的2-羟基-2-苯乙酮衍生物的加入量为与酰氯化石墨烯的质量比为1-3:1。

6.如权利要求2所述的一种具有光活性改性石墨烯的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述的2-羟基-2-苯乙酮衍生物为2-羟基-2-苯基苯乙酮、茴香偶姻、4,4'-二甲基安息香、4'4′-二氟苯偶姻中的一种。

7.一种如权利要求1-6所述的具有光活性改性石墨烯应用于可光聚合的复合材料中，其特征在于：可光聚合的复合材料由如下组分及其百分含量组成：

丙烯酸酯树脂45-60％；活性稀释剂20-40％；改性石墨烯1-10％；填料0-10％。

8.如权利要求7所述的一种具有光活性改性石墨烯的应用，其特征在于：所述的丙烯酸酯树脂为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。

9.如权利要求7所述的一种具有光活性改性石墨烯的应用，其特征在于：所述的活性稀释剂为单官能团稀释剂、双官能团稀释剂、三官能团稀释剂中一种或几种的混合物。

10.一种如权利要求7所述的具有光活性改性石墨烯应用于可光聚合的复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：先将丙烯酸酯树脂与活性稀释剂搅拌混合均匀，然后在搅拌的条件下依次加入改性石墨烯、填料，用高速分散机高速研磨分散均匀，真空脱泡，将获得的液体复合物涂布在基材上，经烘烤去除溶剂，再经过高压紫外汞灯固化即获得聚合物复合材料。