CN112461720A - 一种氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法，其特征在于，测定待测氧化石墨烯分散液的体积中值粒径D0；对氧化石墨烯分散液进行离心处理，取上清液，测定上清液的体积中值粒径D1；根据
计算分散性评估值S，评估氧化石墨烯分散液的分散性。本发明只需要测定溶液中溶质的颗粒度即可评估分散性，操作简单，准确度高，具有统计学特征，在科学研究和产业应用方面具有潜在的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法，属于氧化石墨烯应用技术领域。
背景技术
氧化石墨烯，是鳞片石墨经化学插层氧化后得到的产物，是制备还原氧化石墨烯的前驱体。氧化石墨烯因表面含有丰富的含氧官能团而带负电荷。因而，带正电荷的阳离子很容易进入层间，使得层间距增大，可为聚合物和无机纳米粒子的负载提供有利条件。近年来，氧化石墨烯的复合材料发展十分迅速，不论是其高分子类复合材料还是无机类复合材料，都显示出了非常优越的性能，在能源、电子、生物医药、催化等领域都展现出潜在的应用价值。但在其应用过程中，氧化石墨烯的分散性是影响材料一致性的关键因素之一。
氧化石墨烯在溶剂中的分散性是氧化石墨烯在应用过程中的一个重要评估标准，考虑到环境保护、人体健康及绿色科学的发展需求，绿色溶剂成为科学界研究的重点，因此研究氧化石墨烯在水中的分散性成为重要的研究方向。通过不同方法制备的氧化石墨烯粉体及氧化石墨烯溶液的品质存在差异。而氧化石墨烯在水中的分散性决定了氧化石墨烯不同的应用体系及不同材料的制备工艺。所以寻找一种快捷方便、简单实用的评估氧化石墨烯溶液分散性的方法尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：测定待测氧化石墨烯分散液的体积中值粒径D0；
步骤2)：对氧化石墨烯分散液进行离心处理，取上清液，测定上清液的体积中值粒径D1；
步骤3)：根据下式计算分散性评估值S，评估氧化石墨烯分散液的分散性：
优选地，所述步骤1)中氧化石墨烯分散液所采用的溶剂为水。
优选地，所述步骤1)中氧化石墨烯分散液的质量浓度为0.05～0.5％。
更优选地，所述步骤1)中氧化石墨烯分散液的质量浓度为0.1％。
优选地，所述步骤1)中氧化石墨烯分散液的制备方法为：取氧化石墨烯粉体加入到去离子水中搅拌后超声或将成品氧化石墨烯分散液稀释至所需浓度。
优选地，所述步骤2)中离心的转速为1000～5000rpm，时间为5～15min。
更优选地，所述离心的转速为3000rpm，时间为10min。
优选地，所述步骤1)、步骤2)中体积中值粒径的测定方法为激光衍射法。
优选地，所述步骤3)中分散性评估值S越小，说明氧化石墨烯在溶剂中的分散性越好；分散性评估值S越大，说明氧化石墨烯在溶剂中的分散性越差。
优选地，所述步骤3)中分散性评估值S与氧化石墨烯在溶剂中的分散性的评估标准为：S≤5％，分散性级别：优；S为5-15％，分散性级别：良；S＞15％，分散性级别：差。
本发明只需要测定溶液中溶质的颗粒度即可评估分散性，操作简单，准确度高，具有统计学特征，在科学研究和产业应用方面具有潜在的应用价值。
附图说明
图1为实施例提供的氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
本发明提供了步骤1)：测定待测氧化石墨烯分散液的体积中值粒径D0；
步骤2)：对氧化石墨烯分散液进行离心处理，取上清液，测定上清液的体积中值粒径D1；
步骤3)：根据下式计算分散性评估值S，评估氧化石墨烯分散液的分散性：
实施例1
取氧化石墨烯粉体A1配置成浓度为0.1wt.％的氧化石墨烯水分散液，静置30min后，使用激光粒度仪测定分散液中颗粒的体积中值粒径D0为1.76μm，取适量分散液在3000rpm下离心10min获得其上清液，静置30min后测定上清液中颗粒的体积中值粒径D1为1.32μm，计算S值为25％，说明其分散性差。
实施例2
取氧化石墨烯粉体A2配置成浓度为0.1wt.％的氧化石墨烯水分散液，静置30min后，使用激光粒度仪测定分散液中颗粒的体积中值粒径D0为1.26μm，取适量分散液在3000rpm下离心10min获得其上清液，静置30min后测定上清液中颗粒的体积中值粒径D1为1.29μm，计算S值为2.3％，说明其分散性优异。
实施例3
将固含量为1.38wt.％的成品氧化石墨烯B1溶液搅拌10min、超声30min后稀释成浓度为0.1wt.％氧化石墨烯分散液，静置30min后，使用激光粒度仪测定分散液中颗粒的体积中值粒径D0为3.87μm，取适量分散液在3000rpm下离心10min获得其上清液，静置30min后测定上清液中颗粒的体积中值粒径D1为3.47μm，计算S值为10.3％，说明其分散性良好。
实施例4
将固含量为2.12wt.％的成品氧化石墨烯B1溶液搅拌10min、超声30min后稀释成浓度为0.1wt.％氧化石墨烯分散液，静置30min后，使用激光粒度仪测定分散液中颗粒的体积中值粒径D0为1.27μm，取适量分散液在3000rpm下离心10min获得其上清液，静置30min后测定上清液中颗粒的体积中值粒径D1为1.12μm，计算S值为11.8％，说明其分散性良好。
Claims (10)
1.一种氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：测定待测氧化石墨烯分散液的体积中值粒径D0；
步骤2)：对氧化石墨烯分散液进行离心处理，取上清液，测定上清液的体积中值粒径D1；
步骤3)：根据下式计算分散性评估值S，评估氧化石墨烯分散液的分散性：
2.如权利要求1所述的氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法，其特征在于，所述步骤1)中氧化石墨烯分散液所采用的溶剂为水。
3.如权利要求1所述的氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法，其特征在于，所述步骤1)中氧化石墨烯分散液的质量浓度为0.05～0.5％。
4.如权利要求3所述的氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法，其特征在于，所述步骤1)中氧化石墨烯分散液的质量浓度为0.1％。
5.如权利要求1所述的氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法，其特征在于，所述步骤1)中氧化石墨烯分散液的制备方法为：取氧化石墨烯粉体加入到去离子水中搅拌后超声或将成品氧化石墨烯分散液稀释至所需浓度。
6.如权利要求1所述的氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法，其特征在于，所述步骤2)中离心的转速为1000～5000rpm，时间为5～15min。
7.如权利要求6所述的氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法，其特征在于，所述离心的转速为3000rpm，时间为10min。
8.如权利要求1所述的氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法，其特征在于，所述步骤1)、步骤2)中体积中值粒径的测定方法为激光衍射法。
9.如权利要求1所述的氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法，其特征在于，所述步骤3)中分散性评估值S越小，说明氧化石墨烯在溶剂中的分散性越好；分散性评估值S越大，说明氧化石墨烯在溶剂中的分散性越差。
10.如权利要求1或9所述的氧化石墨烯溶液分散性快速评估方法，其特征在于，所述步骤3)中分散性评估值S与氧化石墨烯在溶剂中的分散性的评估标准为：S≤5％，分散性级别：优；S为5-15％，分散性级别：良；S＞15％，分散性级别：差。
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