[发明专利]一种石墨烯改性的方法

说明书

本发明公开了制作方法技术领域的一种石墨烯改性的方法，该方法步骤如下：步骤一：材料确认，步骤二：搅拌，步骤三：一次处理，步骤四：二次处理，步骤五：沉积，步骤六：界面态形成，步骤七：负载；该种石墨烯改性的方法，提高了石墨烯在多种极性非质子溶剂中均匀分散，耐性提升，并配合透明性衬底上双面沉积垂直石墨烯/石墨相C3N4复合物，同时垂直石墨烯可有效避免光催化物质的团聚，提高效率；可与正负极催化材料层形成纳米界面态效应，有效降低光吸收势垒，在多光子效应下，光源不足的天气可保持处理效率；且负载纳米铁量子点后，光照下形成铁离子参与的增强型自由基链式反应，有机污染物的降解效率好。

技术领域

本发明公开了一种石墨烯改性的方法，具体为制作方法技术领域。

背景技术

石墨烯是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料，实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构，石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。

石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，是目前科学领域的研究热点之一。

目前单一组分的石墨烯材料本身存在一定的局限，尤其是在未改性的情况下，整体性能较弱，光吸收和反应效率差，如在阴雨天等可见光不足的天气环境中，无法保持足够的处理效率和有机污染物的降解效率，使石墨烯无拓展的情况下，极大地限制了石墨烯的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯改性的方法，以解决上述背景技术中提出的目前现有的单一组分的石墨烯材料本身存在一定的局限，尤其是在未改性的情况下，整体性能较弱，光吸收和反应效率差，如在阴雨天等可见光不足的天气环境中，无法保持足够的处理效率和有机污染物的降解效率，使石墨烯无拓展的情况下，极大地限制了石墨烯的应用的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯改性的方法，该方法步骤如下：

步骤一：材料确认：需要进行材料的选取，材料为石墨烯、表面处理剂、溶剂、融合剂和透明性衬底，需对材料进行分开存放，并保证表面处理剂、溶剂和融合剂在预先调整后进行密封；

步骤二：搅拌：选用超声搅拌设备，室温下置入所述石墨烯，在石墨烯中加入所述溶剂，对所述超声搅拌设备的两侧分别固定，防止晃动，超声搅拌时间为15min～30min，温度为55℃～80℃，转速为200～400r/min，得石墨烯悬浮液；

步骤三：一次处理：再次选用超声搅拌设备后内置石墨烯悬浮液，并添加所述表面处理剂，所述表面处理剂的添加量为所述石墨烯悬浮液的25％～30％，超声搅拌时间为30min～50min，温度为40℃～60℃，转速为300～500r/min，得一次处理石墨烯；

步骤四：二次处理：将所述一次处理石墨烯表面丰富的功能化基团与所述融合剂融合反应，可在多种极性非质子溶剂中均匀分散，耐性提升，并保持稳定性能；

步骤五：沉积：在所述透明性衬底上双面沉积垂直石墨烯/石墨相C3N4复合物，利用垂直石墨烯的高负载界面，复合多层纳米结构光催化剂材料，形成高密度石墨烯-光催化剂纳米点正负极，双面负载可提高光吸收和反应效率；

步骤六：界面态形成：利用石墨烯-C3N4复合材料与正负极催化材料层形成的纳米界面态效应，降低光吸收势垒，并实现多光子效应，形成红外-可见-紫外的宽光谱吸收；

步骤七：负载：利用光催化燃料电池的技术原理，负载纳米铁量子点，在光照条件下，形成铁离子参与的增强型自由基链式反应