CN107880547A - 一种石墨烯改性材料制备方法 - Google Patents

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张宇
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Abstract

本发明涉及新材料技术领域，公开了一种石墨烯改性材料制备方法，将石墨分散在四氢呋喃的水混合液中，混合液中加入高氯酸、次硝酸锂混合，混合液进行超声处理，混合液加入改性材料，混合液采用离心分离，将产物分离出来，用去离子水洗涤产物，再用异丙醇洗涤，制得石墨烯改性材料。制备方法简单、效率高、产率高，具有较高的实用价值，能够改善石墨烯与聚酰亚胺纤维这种高性能纤维的复合加工性，方便后续利用该改性石墨烯材料进一步制备高性能复合纤维材料。

Description

一种石墨烯改性材料制备方法
技术领域
本发明涉及智能农业技术领域，更具体地涉及一种石墨烯改性材料制备方法。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，又叫做单原子层石墨。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。
作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，共同获得诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、碳化硅外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法等。
发明内容
发明目的
本发明提出了一种石墨烯改性材料制备方法，能够成本低、适合大规模工业生产的石墨烯材料，生产过程中所加入的改性材料，能够改善石墨烯与聚酰亚胺纤维这种高性能纤维的复合加工性，方便后续利用该改性石墨烯材料进一步制备高性能复合纤维材料。
本发明所采用的技术方案
本发明提出的一种石墨烯改性材料制备方法，包括如下步骤：
（1）将石墨分散在四氢呋喃的水混合液中；
（2）对前述（1）混合液中加入高氯酸、次硝酸锂混合；
（3）对前述（2）混合液进行超声处理；
（4）对前述（3）混合液加入改性材料；
（5）对前述（4）混合液采用离心分离，将产物分离出来，用去离子水洗涤产物，再用异丙醇洗涤，制得石墨烯改性材料。
进一步的，所述步骤（1）中石墨、四氢呋喃、水的质量比为1:(20-100):(5-20)。
进一步的，所述步骤（2）中石墨、高氯酸、次硝酸锂的质量比为1:(2-10):(2-10)。
进一步的，所述步骤（3）中超声处理的磁场强度为5000-5250GS，水浴温度为50-90℃，超声处理时间为30-60min。
进一步的，所述步骤（4）中石墨、改性材料的质量比为(2-5):1，改性材料为聚酰亚胺纤维、石棉纤维与二甲基苄基十二烷基溴化铵的混合物，聚酰亚胺纤维、石棉纤维与二甲基苄基十二烷基溴化铵的质量比为1:(1-2):(1-3)。
进一步的，所述步骤（5）中去离子水洗涤次数为2-4次，异丙醇洗涤次数为1-3次。
进一步的，所述石墨以粉末或浆料的形式添加。
本发明所产生的技术效果
本发明提出的一种石墨烯改性材料制备方法，方法简单、效率高、产率高，具有较高的实用价值，生产过程中所加入的改性材料，能够改善石墨烯与聚酰亚胺纤维这种高性能纤维的复合加工性，方便后续利用该改性石墨烯材料进一步制备高性能复合纤维材料。
附图说明
图1为本发明石墨烯改性材料的制备步骤流程图。
具体实施方式
实施例
1、将石墨分散在四氢呋喃的水混合液中，将300g四氢呋喃加入到装有100g水的100mL圆底烧瓶中，混合后将10g石墨粉末分散在四氢呋喃的水混合液中。
2、对前述混合液中加入高氯酸、次硝酸锂混合，混合液中加入50g高氯酸和50g次硝酸锂，混合均匀。
3、对前述混合液进行超声处理，将反应瓶置于超声波发生器中，对前述混合液进行超声处理，磁场强度为5000GS，水浴温度设置为60℃，超声处理时间为45min。
4、对前述混合液加入改性材料，混合液中加入1g聚酰亚胺纤维、1g石棉纤维、2g二甲基苄基十二烷基溴化铵。
5、对前述混合液采用离心分离，将产物分离出来，用去离子水洗涤产物4次，再用异丙醇洗涤2次，制得石墨烯改性材料。
所制得石墨烯改性材料中碳元素与非碳元素质量比大于4:1。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种石墨烯改性材料制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将石墨分散在四氢呋喃的水混合液中；
（2）对前述（1）混合液中加入高氯酸、次硝酸锂混合；
（3）对前述（2）混合液进行超声处理；
（4）对前述（3）混合液加入改性材料；
（5）对前述（4）混合液采用离心分离，将产物分离出来，用去离子水洗涤产物，再用异丙醇洗涤，制得石墨烯改性材料。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性材料制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中石墨、四氢呋喃、水的质量比为1:(20-100):(5-20)。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性材料制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中石墨、高氯酸、次硝酸锂的质量比为1:(2-10):(2-10)。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性材料制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中超声处理的磁场强度为5000-5250GS，水浴温度为50-90℃，超声处理时间为30-60min。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性材料制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中石墨、改性材料的质量比为(2-5):1，改性材料为聚酰亚胺纤维、石棉纤维与二甲基苄基十二烷基溴化铵的混合物，聚酰亚胺纤维、石棉纤维与二甲基苄基十二烷基溴化铵的质量比为1:(1-2):(1-3)。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性材料制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中去离子水洗涤次数为2-4次，异丙醇洗涤次数为1-3次。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性材料制备方法，其特征在于：所述石墨以粉末或浆料的形式添加。
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