CN103991866B - 氧化石墨烯制备中不同尺寸大小氧化石墨烯的分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明氧化石墨烯制备中不同尺寸大小氧化石墨烯的分离方法，涉及氧化石墨烯的制备，将用氧化还原法制得的氧化石墨利用不同尺寸大小的氧化石墨烯在溶剂中的分散性的不同，分离得到不同尺寸大小的氧化石墨烯为：沉淀B-GOSs1为尺寸大于25um的氧化石墨烯产物、尺寸为15um＜GOSs2的尺寸≦25um的氧化石墨烯产物、尺寸为5um＜GOSs3的尺寸≦15um的氧化石墨烯产物和沉淀F-GOSs4尺寸≦5um的氧化石墨烯产物，克服了现有的各种氧化还原法制得的氧化石墨烯产物的尺寸大小完全混杂，无分布规律的缺陷。
Description
技术领域
本发明的技术方案涉及氧化石墨烯的制备，具体地说是氧化石墨烯制备中不同尺寸大小氧化石墨烯的分离方法。
背景技术
石墨烯是近十年发展起来的一种单原子层呈二维网状结构的透明材料，其导电性、导热性、透光性好，机械强度好于现有的其他材料，被预为制作天梯的最佳材料。从2004年首次从实验得到石墨烯片层以来，其在生物、医学、光电材料、半导体和导体方面的应用得到了前所未有的发展，由于石墨烯存在着优异的性能，因此被人预为21世纪最重要的新型材料。目前，制备石墨烯的方法有机械剥离法、气相沉积法、外延生长法和氧化还原法。在这些方法中，氧化还原法具有制备过程简单和生产成本低的优势，被认为是最适合工业化生产的方法。现有的制备石墨烯的氧化还原法主要包括Hummers法、Brodie法和Standenmaier法。然而，现有的各种制备石墨烯的氧化还原法都存在一个共同的缺点，那就是即便采用同样的工艺流程和同样的工艺条件制得的石墨烯产物的尺寸大小完全混杂，无分布规律，这大大降低了最终石墨烯产品的应用价值。因此，如何实现控制石墨烯的尺寸大小，即如何实现将不同尺寸大小的石墨烯分离开来使其尺寸大小有规律地均匀分布，已经成为实现工业化生产石墨烯的关键所在。氧化还原法中，石墨烯的尺寸由其派生物氧化石墨烯决定，因此，只需要找一种方法实现对氧化石墨烯的尺寸的控制就能控制石墨烯的尺寸。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供氧化石墨烯制备中不同尺寸大小氧化石墨烯的分离方法，是利用不同尺寸大小的氧化石墨烯在溶剂中的分散性的不同来实现分离不同尺寸大小的氧化石墨烯，使其尺寸大小有规律的均匀分布，克服了现有的各种氧化还原法制得的氧化石墨烯产物的尺寸大小完全混杂，无分布规律的缺陷。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：氧化石墨烯制备中不同尺寸大小氧化石墨烯的分离方法，步骤如下：
第一步，氧化还原法制备氧化石墨：
用现有的制备石墨烯的氧化还原法制备氧化石墨，最终得到的氧化石墨产物置于50℃烘箱中干燥24h；
第二步，尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯的制备：
称取0.1g的由第一步制得的氧化石墨产物置于250mL烧瓶中，加入150mL的溶剂，将烧瓶置于120Hz的超声清洗机中超声1h，除去溶剂，得到的沉淀为cGO，为未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀；
第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分离：
(1)将第二步制得的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀与加入150mL溶剂形成的分散液在烧瓶中静置2-6h；
(2)通过缓慢倾倒出上层分散液A，得到氧化石墨烯沉淀A；
(3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的溶剂，剧烈振荡，使氧化石墨烯沉淀A重新均匀分散于溶剂中，静置一段时间，分离上层分散液，得到沉淀，这样重复操作5次，得到上层分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSs1，氧化石墨烯氧化石墨烯沉淀B-GOSs1为尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物；
(4)对得到的分散液B静置12h，得到沉淀，用溶剂分散，静置，洗涤其四次，得到氧化石墨烯沉淀C-GOSs2，是尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物；
(5)取分散液A，以500-2000rmp的速度离心10min,得到上层分散液C和氧化石墨烯沉淀D；
(6)取氧化石墨烯沉淀D，用溶剂洗涤，离心三次，得到氧化石墨烯沉淀E-GOSs3，是尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物；
(7)取分散液C，除去溶剂，得到氧化石墨烯沉淀F-GOSs4，为尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物。
上述氧化石墨烯制备中不同尺寸大小氧化石墨烯的分离方法，所述制备石墨烯的氧化还原法是Hummers法、Brodie法或Standenmaier法。
上述氧化石墨烯制备中不同尺寸大小氧化石墨烯的分离方法，所述制备石墨烯的氧化还原法，除Hummers法、Brodie法或Standenmaier法之外，还可以选用其他的制备石墨烯的氧化还原法。
上述氧化石墨烯制备中不同尺寸大小氧化石墨烯的分离方法，所述溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇或四氢呋喃等中的一种或2～3种的任意体积比的混合液。
上述氧化石墨烯制备中不同尺寸大小氧化石墨烯的分离方法，所用物料的量可以按等比例增加或减少。
上述氧化石墨烯制备中不同尺寸大小氧化石墨烯的分离方法，所用的原料、试剂和设备均通过商购获得，所涉及的操作方法是本技术领域的技术人员能够掌握的。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明方法突出的实质性特点是首次利用不同尺寸大小的氧化石墨烯在溶剂中的分散性的不同来实现分离不同尺寸大小的氧化石墨烯，使其尺寸大小有规律的均匀分布。
与现有技术相比，本发明方法的显著进步如下：
(1)利用本发明方法得到的有规律的均匀分布尺寸大小的氧化石墨烯能够实现更好地制备均匀的石墨烯，为解决大规模工业化生产均匀的石墨烯提供了一个意想不到的方法。
(2)本发明方法得到四个不同尺寸大小范围均匀分布的氧化石墨烯产物，可以满足制备不同规格石墨烯的要求。
(3)本发明方法简单、低耗、环保、操作方便和对设备要求低，有利于工业化生产。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为实施例1得到的未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀cGO的光学显微镜照片。
图2为实施例1分离得到的沉淀B-GOSs1的尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片
图3为实施例1分离得到的沉淀C-GOSs2的尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片
图4为实施例1分离得到的沉淀E-GOSs3的尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片。
图5为实施例1分离得到的沉淀F-GOSs4的尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片。
图6为实施例2得到的未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀cGO的光学显微镜照片。
图7为实施例2分离得到的沉淀B-GOSs1的尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片
图8为实施例2分离得到的沉淀C-GOSs2的尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片
图9为实施例2分离得到的沉淀E-GOSs3的尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片。
图10为实施例2分离得到的沉淀F-GOSs4的尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片。
图11为实施例3得到的未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀cGO的光学显微镜照片。
图12为实施例3分离得到的沉淀B-GOSs1的尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片
图13为实施例3分离得到的沉淀C-GOSs2的尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片
图14为实施例3分离得到的沉淀E-GOSs3的尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片。
图15为实施例3分离得到的沉淀F-GOSs4的尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片。
图16为实施例4得到的未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀cGO的光学显微镜照片。
图17为实施例4分离得到的沉淀B-GOSs1的尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片
图18为实施例4分离得到的沉淀C-GOSs2的尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片
图19为实施例4分离得到的沉淀E-GOSs3的尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片。
图20为实施例4分离得到的沉淀F-GOSs4的尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片。
图21为实施例5得到的未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀cGO的光学显微镜照片。
图22为实施例5分离得到的沉淀B-GOSs1的尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片
图23为实施例5分离得到的沉淀C-GOSs2的尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片
图24为实施例5分离得到的沉淀E-GOSs3的尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片。
图25为实施例5分离得到的沉淀F-GOSs4的尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片。
图26为实施例6得到的未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀cGO的光学显微镜照片。
图27为实施例6分离得到的沉淀B-GOSs1的尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片
图28为实施例6分离得到的沉淀C-GOSs2的尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片
图29为实施例6分离得到的沉淀E-GOSs3的尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片。
图30为实施例6分离得到的沉淀F-GOSs4的尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物的光学显微镜照片。
具体实施方式
实施例1
第一步，用氧化还原法中的改进的Hummers法制备氧化石墨：
称取1g鳞片石墨和0.5g硝酸钠置于250mL的圆底烧瓶中，量取重量百分比浓度为98％的浓硫酸23mL加入到该圆底烧瓶中，加入磁子，将该圆底烧瓶置于冰水浴中，搅拌30min，称取3g高锰酸钾加入到反应器中，继续搅拌1h，反应完成之后，将该反应器转入到35℃的水浴锅中，继续搅拌30min，量取50mL的蒸馏水加入该圆底烧瓶中，然后将该圆底烧瓶转入到98℃的油浴中，继续搅拌15min，依次加入蒸馏水140mL和质量分数为30％的H2O210mL，在反应体系最终成亮黄色之后，离心，再依次用质量分数为5％HCl的盐酸500mL和蒸馏水洗涤至溶液成中性，最终的氧化石墨产物置于50℃烘箱中干燥24h；
第二步，尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯的制备：
称取0.1g的由第一步制得的氧化石墨产物置于250mL烧瓶中，加入150mL的乙醇，将烧瓶置于120Hz的超声清洗机中超声1h，除去溶剂，得到的沉淀为cGO，其光学显微镜照片如图1所示,为未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀；
第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分离：
(1)将第二步制得的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀与加入150mL溶剂形成的分散液在烧瓶中静置5.5h；
(2)通过缓慢倾倒出上层分散液A，得到的氧化石墨烯沉淀A；
(3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的乙醇，剧烈振荡，使氧化石墨烯沉淀A重新均匀分散于乙醇中，静置一段时间，分离上层分散液，得到沉淀，这样重复操作5次，得到上层分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSs1，其光学显微镜照片如图2所示，氧化石墨烯氧化石墨烯沉淀B-GOSs1为尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物；
(4)对得到的分散液B静置12h，得到沉淀，分别用20mL的乙醇分散，静置，洗涤其四次，得到氧化石墨烯沉淀C-GOSs2，其光学显微镜照片如图3所示，是尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物；
(5)取分散液A，以2000rmp的速度离心10min,得到上层分散液C和氧化石墨烯沉淀D；
(6)取氧化石墨烯沉淀D，用乙醇洗涤，离心三次，得到氧化石墨烯沉淀E-GOSs3，其光学显微镜照片如图4所示，是尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物；
(7)取分散液C，除去乙醇，得到氧化石墨烯沉淀F-GOSs4，其光学显微镜照片如图5所示，是尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物。
实施例2
第一步，用氧化还原法中的改进的Hummers法制备氧化石墨：
同实施例1；
第二步，尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯的制备：
称取0.1g的由第一步制得的氧化石墨产物置于250mL烧瓶中，加入150mL的乙醇，将烧瓶置于120Hz的超声清洗机中超声1h，除去溶剂，得到的沉淀为cGO，其光学显微镜照片如图6所示，为未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀；
第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分离：
(1)将第二步制得的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀与加入150mL溶剂形成的分散液在烧瓶中静置3h；
(2)通过缓慢倾倒出上层分散液A，得到氧化石墨烯沉淀A；
(3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的四氢呋喃与甲醇任意体积比的混合液，剧烈振荡，使氧化石墨烯沉淀A重新均匀分散于四氢呋喃与甲醇任意体积比的混合液中，静置一段时间，分离上层分散液，得到沉淀，这样重复操作5次，得到上层分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSs1，其光学显微镜照片如图7所示，氧化石墨烯氧化石墨烯沉淀B-GOSs1为尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物；
(4)对得到的分散液B静置12h，得到沉淀，分别用20mL的四氢呋喃与甲醇任意体积比的混合液分散，静置，洗涤其四次，得到氧化石墨烯沉淀C-GOSs2，其光学显微镜照片如图8所示，是尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物；
(5)取分散液A，以1000rmp的速度离心10min,得到上层分散液C和氧化石墨烯沉淀D；
(6)取氧化石墨烯沉淀D，用四氢呋喃与甲醇任意体积比的混合液洗涤，离心三次，得到氧化石墨烯沉淀E-GOSs3，其光学显微镜照片如图9所示，是尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物；
(7)取分散液C，除去四氢呋喃与甲醇任意体积比的混合液，得到氧化石墨烯沉淀F-GOSs4，其光学显微镜照片如图10所示，为尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物。
实施例3
第一步，用氧化还原法中的改进的Hummers法制备氧化石墨：
同实施例1；
第二步，尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯的制备：
称取0.1g的由第一步制得的氧化石墨产物置于250mL烧瓶中，加入150mL的乙醇、甲醇和异丙醇任意体积比的混合液，将烧瓶置于120Hz的超声清洗机中超声1h，除去溶剂，得到的沉淀为cGO，其光学显微镜照片如图11所示,为未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀；
第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分离：
(1)将第二步制得的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀与加入150mL溶剂形成的分散液在烧瓶中静置4h；
(2)通过缓慢倾倒出上层分散液A，得到氧化石墨烯沉淀A；
(3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的乙醇、甲醇和异丙醇任意体积比的混合液，剧烈振荡，使氧化石墨烯沉淀A重新均匀分散于乙醇、甲醇和异丙醇任意体积比的混合液中，静置一段时间，分离上层分散液，得到沉淀，这样重复操作5次，得到上层分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSs1，其光学显微镜照片如图12所示，氧化石墨烯氧化石墨烯沉淀B-GOSs1为尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物；
(4)对得到的分散液B静置12h，得到沉淀，分别用20mL的乙醇、甲醇和异丙醇任意体积比的混合液分散，静置，洗涤其四次，得到沉淀C-GOSs2氧化石墨烯，其光学显微镜照片如图13所示，是尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物；
(5)取分散液A，以1500rmp的速度离心10min,得到上层分散液C和氧化石墨烯沉淀D；
(6)取氧化石墨烯沉淀D，用乙醇、甲醇和异丙醇任意体积比的混合液洗涤，离心三次，得到氧化石墨烯沉淀E-GOSs3，其光学显微镜照片如图14所示，是尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物；
(7)取分散液C，除去乙醇，得到氧化石墨烯沉淀F-GOSs4，其光学显微镜照片如图15所示，为尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物。
实施例4
第一步，用氧化还原法中的Standenmaier法制备氧化石墨：
量取17.5mL浓硫酸和9mL浓硝酸于250mL的烧瓶中，搅拌15min；称取1g的石墨缓慢加入到烧瓶中；搅匀后，加入11g的氯酸钾，反应96h；用800mL的蒸馏水洗涤，再用5％的稀盐酸洗涤，最后用蒸馏水洗涤至中性；最终的氧化石墨产物置于50℃的烘箱中干燥24h；
第二步，尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯的制备：
称取0.1g的由第一步制得的氧化石墨产物置于250mL烧瓶中，加入150mL的四氢呋喃，将烧瓶置于120Hz的超声清洗机中超声1h，除去溶剂，得到的沉淀为cGO，其光学显微镜照片如图16所示，为未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀；
第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分离：
(1)将第二步制得的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀与加入150mL溶剂形成的分散液在烧瓶中静置2h；
(2)通过缓慢倾倒出上层分散液A，得到氧化石墨烯沉淀A；
(3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的四氢呋喃，剧烈振荡，使氧化石墨烯沉淀A重新均匀分散于四氢呋喃中，静置一段时间，分离上层分散液，得到沉淀，这样重复操作5次，得到上层分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSs1，其光学显微镜照片如图17所示，氧化石墨烯沉淀B-GOSs1为尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物；
(4)对得到的分散液B静置12h，得到沉淀，分别用20mL的四氢呋喃分散，静置，洗涤其四次，得到氧化石墨烯沉淀C-GOSs2，其光学显微镜照片如图18所示，是尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物；
(5)取分散液A，以500rmp的速度离心10min,得到上层分散液C和氧化石墨烯沉淀D；
(6)取氧化石墨烯沉淀D，用四氢呋喃洗涤，离心三次，得到氧化石墨烯沉淀E-GOSs3，其光学显微镜照片如图19所示，是尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物；
(7)取分散液C，除去四氢呋喃，得到氧化石墨烯沉淀F-GOSs4，其光学显微镜照片如图20所示，为尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物。
实施例5
第一步，用氧化还原法中的Brodie法制备氧化石墨：
称取2g的石墨粉加入到3mL含有3gK2S2O8和3gP2O5的浓硫酸中，在80℃下加热6h，后冷却至室温，用蒸馏水稀释，洗涤至中性，干燥，得到预氧化的氧化石墨，称取所得到的预氧化石墨1g加入到46mL的浓硫酸中，冰水浴条件下，加入3g高锰酸钾，在35℃条件下，反应2h。反应之后加入46mL蒸馏水，后缓慢再加入280mL的蒸馏水和5mL30％的双氧水，趁热离心，最后用500mL的5％的稀盐酸和大量的蒸馏水洗涤至中性，最终得到的氧化石墨产物置于50℃烘箱中干燥24h；
第二步，尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯的制备：
称取0.1g的由第一步制得的氧化石墨产物置于250mL烧瓶中，加入150mL的甲醇，将烧瓶置于120Hz的超声清洗机中超声1h，除去溶剂，得到的沉淀为cGO，其光学显微镜照片如图21所示，为未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀；
第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分离：
(1)将第二步制得的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀与加入150mL溶剂形成的分散液在烧瓶中静置6h；
(2)通过缓慢倾倒出上层分散液A，得氧化石墨烯沉淀A；
(3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的甲醇，剧烈振荡，使氧化石墨烯沉淀A重新均匀分散于甲醇中，静置一段时间，分离上层分散液，得到沉淀，这样重复操作5次，得到上层分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSs1，其光学显微镜照片如图22所示，氧化石墨烯沉淀B-GOSs1为尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物；
(4)对得到的分散液B静置12h，得到沉淀，分别用20mL的甲醇分散，静置，洗涤其四次，得到沉淀C-GOSs2氧化石墨烯，其光学显微镜照片如图23所示，是尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物；
(5)取分散液A，以2000rmp的速度离心10min,得到上层分散液C和氧化石墨烯沉淀D；
(6)取氧化石墨烯沉淀D，用甲醇洗涤，离心三次，得到氧化石墨烯沉淀E-GOSs3，其光学显微镜照片如图24所示，是尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物；
(7)取分散液C，除去甲醇，得到氧化石墨烯沉淀F-GOSs4，其光学显微镜照片如图25所示，为尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物。
实施例6
第一步，用氧化还原法中的Brodie法制备氧化石墨：
同实施例5；
第二步，尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯的制备：
称取0.1g的由第一步制得的氧化石墨产物置于250mL烧瓶中，加入150mL的异丙醇，将烧瓶置于120Hz的超声清洗机中超声1h，除去溶剂，得到的沉淀为cGO，其光学显微镜照片如图26所示，为未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀；
第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分离：
(1)将第二步制得的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀与加入150mL的异丙醇形成的分散液在烧瓶中静置6h；
(2)通过缓慢倾倒出上层分散液A，得到氧化石墨烯沉淀A；
(3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的异丙醇，剧烈振荡，使氧化石墨烯沉淀A重新均匀分散于异丙醇中，静置一段时间，分离上层分散液，得到沉淀，这样重复操作5次，得到上层分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSs1，其光学显微镜照片如图27所示，氧化石墨烯沉淀B-GOSs1为尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物；
(4)对得到的分散液B静置12h，得到沉淀，分别用20mL的异丙醇分散，静置，洗涤其四次，得到沉淀C-GOSs2氧化石墨烯，其光学显微镜照片如图28所示，是尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物；
(5)取分散液A，以2000rmp的速度离心10min,得到上层分散液C和氧化石墨烯沉淀D；
(6)取氧化石墨烯沉淀D，用异丙醇洗涤，离心三次，得到氧化石墨烯沉淀E-GOSs3，其光学显微镜照片如图29所示，是尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物；
(7)取分散液C，除去异丙醇，得到氧化石墨烯沉淀F-GOSs4，其光学显微镜照片如图30所示，为尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物。
上述实施例中所用的原料、试剂和设备均通过商购获得，所涉及的操作方法是本技术领域的技术人员能够掌握的。
Claims (3)
1.氧化石墨烯制备中不同尺寸大小氧化石墨烯的分离方法，其特征在于步骤如下：
第一步，氧化还原法制备氧化石墨：
用现有的制备石墨烯的氧化还原法制备氧化石墨，最终得到的氧化石墨产物置于50℃烘箱中干燥24h；
第二步，尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯的制备：
称取0.1g的由第一步制得的氧化石墨产物置于250mL烧瓶中，加入150mL的溶剂，将烧瓶置于120Hz的超声清洗机中超声1h，除去溶剂，得到的沉淀为cGO，为未分离的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀；
第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分离：
(1)将第二步制得的尺寸大小混杂无分布规律的氧化石墨烯沉淀与加入150mL溶剂形成的分散液在烧瓶中静置2-6h；
(2)通过缓慢倾倒出上层分散液A，得到氧化石墨烯沉淀A；
(3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的溶剂，剧烈振荡，使氧化石墨烯沉淀A重新均匀分散于溶剂中，静置一段时间，分离上层分散液，得到沉淀，这样重复操作5次，得到上层分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSs1，氧化石墨烯沉淀B-GOSs1为尺寸大于25μm的氧化石墨烯产物；
(4)对得到的分散液B静置12h，得到沉淀，用溶剂分散，静置，洗涤其四次，得到氧化石墨烯沉淀C-GOSs2，是尺寸为15μm＜GOSs2的尺寸≦25μm的氧化石墨烯产物；
(5)取分散液A，以500-2000rmp的速度离心10min,得到上层分散液C和氧化石墨烯沉淀D；
(6)取氧化石墨烯沉淀D，用溶剂洗涤，离心三次，得到氧化石墨烯沉淀E-GOSs3，是尺寸为5μm＜GOSs3的尺寸≦15μm的氧化石墨烯产物；
(7)取分散液C，除去溶剂，得到氧化石墨烯沉淀F-GOSs4，为尺寸≦5μm的氧化石墨烯产物。
2.根据权利要求1所述氧化石墨烯制备中不同尺寸大小氧化石墨烯的分离方法，其特征在于：所述制备石墨烯的氧化还原法是Hummers法、Brodie法或Standenmaier法。
3.根据权利要求1所述氧化石墨烯制备中不同尺寸大小氧化石墨烯的分离方法，其特征在于：所述溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇或四氢呋喃等中的一种或2～3种的任意体积比的混合液。
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