溫后，用10mL無水甲醇，用水浴超聲15min，再將200mL丙酮加入溶液當(dāng)中，靜置片刻后，溶液中有黑色固體析出，倒掉上清液，得到黑色固體。此洗滌過程重復(fù)3次后，將黑色固體在室溫下真空干燥9h，得到黑色粉末，將得到的黑色粉末水浴超聲8min全部均勻分散到10mL水中，在室溫(?25°C )下，將10mg維生素C加入到該分散液中，磁力攪拌20小時(shí)，將所得產(chǎn)物在去離子水中透析2天，即可得到超支化聚甘油表面改性的石墨烯水分散液，冷凍干燥后即可得到聚甘油超支化的石墨烯212.77mgo產(chǎn)物的相關(guān)透射電鏡、XRD、拉曼、紅外分析以及沉降對(duì)比照片見附圖。
[0027]圖1是本實(shí)驗(yàn)的流程示意圖，從圖中也可以看出，超支化的聚甘油具有多分支鏈結(jié)構(gòu)，其分子結(jié)構(gòu)中包含大量的-OH和C-O-C等親水性基團(tuán)。通過透射電鏡(圖2)，可在石墨烯表面看到一些直徑分布在10nm以下的微球狀聚合物。在XRD圖譜(圖3)中，2 Θ =23.8°處出現(xiàn)了一個(gè)顯著的衍射峰(002)，對(duì)應(yīng)的層間距為0.41nm，比石墨的(0.33nm)大。在拉曼圖譜(圖4)中，產(chǎn)物的G峰(1599(3!^1)很接近石墨的G峰(1575(3!^1)，并且產(chǎn)物的D峰與石墨的D峰處在同一位置(ΠβΟαιΓ1)。通過XRD和拉曼光譜可知，石墨稀在修飾上了超支化聚甘油之后，其SP2雜化的特征得以維持原狀，沒有太大的改變。通過紅外光譜(圖5)，可以看到在?1150CHT1明顯的C-O-C峰，這說明超支化聚甘油分子被共價(jià)接枝到了石墨烯表面，同時(shí)也說明所得物質(zhì)具有高度水分散。沉降對(duì)比實(shí)驗(yàn)的照片(圖6)拍攝于3個(gè)月后，G為石墨烯，GO為氧化石墨烯，HGO為超支化聚甘油氧化石墨烯，HG為超支化聚甘油石墨烯。本實(shí)驗(yàn)直觀地說明了所得超支化聚甘油修飾的石墨烯的高度水分散性。
[0028]實(shí)施例3
[0029]將150mg用modified Hummers方法制備的干燥的氧化石墨粉末與15mL純度為96%的環(huán)氧丙醇混合后，在室溫下，在功率為500W的超聲波條件下，超聲分散I小時(shí)；將超聲完成的分散液倒入25mL的圓底燒瓶中，將圓底燒瓶置于120°C油浴中，通氮?dú)庖愿艚^空氣，并且使用磁力攪拌17小時(shí)；將最后得到的亮黑色膠體溶液自然冷卻至室溫后，用150mL無水甲醇，用水浴超聲20min，再將300mL丙酮加入溶液當(dāng)中，靜置片刻后，溶液中有黑色固體析出，倒掉上清液，得到黑色固體。此洗滌過程重復(fù)3次后，將黑色固體在室溫下真空干燥10h，得到黑色粉末，將得到的黑色粉末水浴超聲9min全部均勻分散到150mL水中，在室溫(?25°C )下，將150mg維生素C加入到該分散液中，磁力攪拌20小時(shí)，將所得產(chǎn)物在去離子水中透析I天，即可得到超支化聚甘油表面改性的石墨烯水分散液，冷凍干燥后即可得到超支化聚甘油表面改性的石墨稀384.62mgo
[0030]實(shí)施例4
[0031]將200mg用modified Hummers方法制備的干燥的氧化石墨粉末與20mL純度為96%的環(huán)氧丙醇混合后，在室溫下，在功率為500W的超聲波條件下，超聲分散2小時(shí)；將超聲完成的分散液倒入25mL的圓底燒瓶中，將圓底燒瓶置于140°C油浴中，通氮?dú)庖愿艚^空氣，并且使用磁力攪拌19小時(shí)；將最后得到的亮黑色膠體溶液自然冷卻至室溫后，用200mL無水甲醇，用水浴超聲25min，再將400mL丙酮加入溶液當(dāng)中，靜置片刻后，溶液中有黑色固體析出，倒掉上清液，得到黑色固體。此洗滌過程重復(fù)3次后，將黑色固體在室溫下真空干燥10h，得到黑色粉末，將得到的黑色粉末水浴超聲1min全部均勻分散到200mL水中，在室溫(?25°C )下，將200mg維生素C加入到該分散液中，磁力攪拌20小時(shí)，將所得產(chǎn)物在去離子水中透析2天，即可得到超支化聚甘油表面改性的石墨烯水分散液，冷凍干燥后即可得到超支化聚甘油表面改性的石墨稀465.12mg。
[0032]實(shí)施例5
[0033]將250mg用modified Hummers方法制備的干燥的氧化石墨粉末與25mL純度為96%的環(huán)氧丙醇混合后，在室溫下，在功率為500W的超聲波條件下，超聲分散2小時(shí)；將超聲完成的分散液倒入50mL的圓底燒瓶中，將圓底燒瓶置于140°C油浴中，通氮?dú)庖愿艚^空氣，并且使用磁力攪拌24小時(shí)；將最后得到的亮黑色膠體溶液自然冷卻至室溫后，用250mL無水甲醇，用水浴超聲30min，再將500mL丙酮加入溶液當(dāng)中，靜置片刻后，溶液中有黑色固體析出，倒掉上清液，得到黑色固體。此洗滌過程重復(fù)3次后，將黑色固體在室溫下真空干燥10h，得到黑色粉末，將得到的黑色粉末水浴超聲1min全部均勻分散到250mL水中，在室溫(?25°C )下，將250mg維生素C加入到該分散液中，磁力攪拌24小時(shí)，將所得產(chǎn)物在去離子水中透析2天，即可得到超支化聚甘油表面改性的石墨烯水分散液，冷凍干燥后即可得到超支化聚甘油表面改性的石墨稀617.44mgo
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有高度水分散性的超支化聚甘油表面改性石墨烯的制備方法，包括如下步驟: 1)將50?250mg用modifiedHummers方法制備的干燥的氧化石墨粉末與7?25mL純度為96?99% (GC)的環(huán)氧丙醇混合后，超聲分散I?2小時(shí)； 2)將按步驟I)超聲處理后的分散液倒入燒瓶中，加熱并磁力攪拌以引發(fā)環(huán)氧丙醇開環(huán)聚合反應(yīng)；將得到的膠體溶液冷卻至室溫，用50?250mL無水甲醇再分散，超聲10?30min，再加入100?500mL丙酮，靜置，溶液中有黑色固體析出，倒掉上清液，得到黑色固體，此洗滌過程重復(fù)3次后，將黑色固體在室溫下真空干燥8?10h，得到黑色粉末； 3)將按步驟2)制備得到的黑色粉末，分散到50?250mL水中，水浴超聲5?lOmin，在室溫下，將50?250mg還原劑加入到該分散液中，攪拌15?30小時(shí)，將所得產(chǎn)物在去離子水中透析I?3天后，再高速離心I?2h，將沉淀冷凍干燥，得到超支化聚甘油表面改性石墨烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高度水分散性的超支化聚甘油表面改性石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟2)中引發(fā)環(huán)氧丙醇開環(huán)聚合的反應(yīng)溫度為100?140°C，反應(yīng)條件為通氮?dú)饣蚝飧艚^空氣，攪拌時(shí)間為10?24小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高度水分散性的超支化聚甘油表面改性石墨烯的制備方法，其特征在于，步驟3)中所述的還原劑為維生素C。
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有高度水分散性的超支化聚甘油表面改性石墨烯的制備方法，包括如下步驟：1)將氧化石墨與環(huán)氧丙醇混合后，超聲分散；2)將分散液倒入燒瓶中，加熱并攪拌以引發(fā)環(huán)氧丙醇開環(huán)聚合反應(yīng)；將得到的膠體溶液冷卻至室溫，再分散，超聲，再加入丙酮，靜置，溶液中有黑色固體析出，倒掉上清液，得到黑色固體，重復(fù)3次后，真空干燥，得到黑色粉末；3)將黑色粉末，分散，水浴超聲，在室溫下，將還原劑加入到該分散液中，攪拌，透析，離心，將沉淀冷凍干燥，即得。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：(1)本發(fā)明操作簡(jiǎn)便，綠色無毒；(2)有利于反應(yīng)物環(huán)氧丙醇的開環(huán)聚合；(3)提高了石墨烯的水分散性。
【IPC分類】C01B31-04
【公開號(hào)】CN104843687
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510182224
【發(fā)明人】蔡寧, 喻發(fā)全, 侯大軍, 羅曉剛
【申請(qǐng)人】武漢工程大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月17日