[发明专利]一种水溶性高电导率石墨烯的制备方法

说明书

一种水溶性高电导率石墨烯的制备方法，它涉及一种高电导率石墨烯的制备方法。本发明的目的是要解决现有方法制备的水溶性石墨烯电导率下降的问题。方法：一、配制悬浊液A；二、配制NaOH水溶液；三、制备溶液B；四、配制NaNO₂水溶液；五、制备悬浊液C；六、加水稀释，抽真空；七、干燥，得到水溶性高电导率石墨烯。本发明制备的水溶性高电导率石墨烯与原始石墨烯相比，电导率并没有降低，还维持在10³数量级，说明本发明可在维持石墨烯电导率的情况下，促进石墨烯在水中的分散。本发明可获得一种水溶性高电导率石墨烯。

技术领域

本发明涉及一种高电导率石墨烯的制备方法。

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，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。然而，石墨烯作为增强材料在基体中的应用仍然受到限制，因为石墨烯难以分散在基体中。低温研磨已被证明是分散团聚碳纳米管的有效方法。如果将低温研磨应用于石墨烯的时间最短，则预计会产生足以改善石墨烯石墨结构的粉碎效果。然而，关于低温研磨石墨烯和石墨烯/壳聚糖复合材料的使用效果的研究有限。

石墨烯分散体有望提供特别适用于柔性电子产品和高导热涂层的导电油墨。作为二维大分子，其物理和化学性质在很大程度上取决于其横向尺寸和结构均匀性。制备可在绿色溶剂中高度分散的石墨烯一直是一个巨大的挑战。目前，石墨烯很难在水中分散，只能分散在高沸点有机溶剂如NMP和DMF中。但这些有机溶剂存在毒性大、价格高的缺点。

目前常见的制备在水溶液中高度分散石墨烯的方法是化学氧化还原法，即还原氧化石墨烯的方法。由于氧化石墨烯含有大量的含氧官能团，因而在水中具有良好的分散性。然而氧化石墨烯的含氧官能团导致其电导率不高。因此，以氧化石墨烯为前驱体还原得到的还原氧化石墨烯，虽然具有很多与石墨烯类似的性质，但其电导率与石墨烯相比，有明显下降，不利于其在电子产品和导电油墨的应用。

发明内容

本发明的目的是要解决现有方法制备的水溶性石墨烯电导率下降的问题，而提供一种水溶性高电导率石墨烯的制备方法。

一种水溶性高电导率石墨烯的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、将石墨烯粉末加入到浓硫酸中，超声分散，得到悬浊液A；

二、配制NaOH水溶液：

三、向NaOH水溶液中加入对氨基苯磺酸，再搅拌至对氨基苯磺酸完全溶解，得到溶液B；

四、配制NaNO₂水溶液：

五、在冰水浴条件下将溶液B和NaNO₂水溶液倒入到悬浊液A中，再搅拌，得到悬浊液C；

六、将悬浊液C加水稀释，再搅拌，最后真空抽滤，得到固体物质；

七、将固体物质进行烘干，得到水溶性高电导率石墨烯。

本发明的原理：

本发明采用重氮盐直接修饰石墨烯，在提高水溶性的同时，保持石墨烯本身的高电导率，促进其在电子产品的应用。

本发明的优点：

本发明制备的水溶性高电导率石墨烯与原始石墨烯相比，电导率并没有降低，还维持在10³数量级，说明本发明可在维持石墨烯电导率的情况下，促进石墨烯在水中的分散。

附图说明

图1为数码照片图，图中1为原始石墨烯粉末，2为实施例一制备的水溶性高电导率石墨烯；

图2为实施例一制备的水溶性高电导率石墨烯分散在水中的SEM图；