CN112938965B - 石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物、其制造方法和包括其的纳米流体 - Google Patents

石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物、其制造方法和包括其的纳米流体 Download PDF

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Abstract

本文公开了一种包括石墨烯氧化物和化学结合在石墨烯氧化物表面上的纳米金刚石的复合物。

Description

石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物、其制造方法和包括其的纳 米流体
本申请是2016年6月1日提交的发明名称为“石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物、其制造方法和包括其的纳米流体”、申请号为“201610380457.9”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年2月3日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2016-0013597号的优先权和权益，在此将其全部内容并入作为参考。
发明领域
本发明涉及包括石墨烯氧化物和纳米金刚石的复合物、其制造方法和包括其的纳米流体。
背景技术
纳米流体是包括分散于其中的不同类型的纳米尺寸材料以克服单一流体热导率的限制的悬浮液。纳米流体包括溶剂和填料，热导率高、温度稳定性高的水和乙二醇通常用作溶剂。为了增加流体的热导率，可以向流体中加入具有优异热导率的纳米材料。
有关车辆冷却领域和电子学冷却领域中使用的纳米流体的研究得以积极进行。例如，已向车辆发动机防冻剂中加入纳米颗粒，以制造具有优异传热性能的发动机防冻剂，已向传动油中加入纳米颗粒，用于降低摩擦力和提高传热性能。在车辆冷却领域中使用的纳米流体的商业化中，本质上需要用于保持其分散和浮动(floating)特性的技术。
而且，对于车辆中的用途，可以选择不与其中流动着冷却剂的管道的材料反应的稳定材料。
目前，例如金属、陶瓷和碳的材料作为纳米流体应用的填料受到了关注。尽管填料的形状没有限制，出于溶剂中的分散稳定性主要使用颗粒型填料和纤维型填料。而且，通过以纳米尺寸制造填料，可以防止沉淀并且在流体中可以有效传热。
通常，金属和陶瓷材料的比重高，因此长时间使用时会沉淀。最近，比重低、热导率高的碳纳米管和例如石墨烯的碳材料吸引了人们关注。
具体地，由于碳纳米管具有大约2000W/mK的热导率，尽管其可以很适合用作纳米流体，但由于表面疏水性、分散性低且悬浮稳定性低，其作为纳米流体填料的使用受到限制。
作为碳基填料的石墨烯由碳单体形成，具有优异的电学、热学和机械特性，具体地，其热导率大于大约3000W/mK，比碳纳米管的热导率更好。但是，石墨烯具有稳定的二维平面结构，其中六方相碳结构连接，从而对例如水和乙二醇的冷却用溶剂没有亲和力。
因此，为了提高在流体中的分散性，可以使用具有极性溶剂亲和力的石墨烯氧化物。石墨烯氧化物可以因其分散性高于石墨烯而被选择作为纳米流体材料，例如，因为其表面上应用有多种官能团。环氧基(COC)和羟基(OH)存在于石墨烯氧化物的断面中，羧基(COOH)等存在于石墨烯的边缘。这些官能团具有极性，因此它们与通常使用的流体例如水和乙二醇混合良好。
但是，即使石墨烯氧化物的热导率高，实际使用的纳米流体通过用作通道的管子流动，大多数其中高温流体和低温流体流动的管子由金属材料制成。对于车辆，例如，在车辆防冻剂通过其经过的内部有各种金属材料，例如铝、铁、钢、黄铜和铜。但是，大多数碳材料可以导致这些金属材料的电偶腐蚀。
当两种不同的金属偶联并置于腐蚀溶液中时发生电偶腐蚀，一种金属先腐蚀，而另一金属受到保护免于腐蚀。
当作为金属固有势值的阳极指数之间的差异越大时，电偶腐蚀会发生越严重。与常见的金属比较，包括碳的石墨可以包括在最高的阴极中。即，当石墨与另一金属一起时，石墨本身被还原，并氧化其周围的金属。
为了克服这些金属腐蚀缺点并保持石墨烯氧化物优异的热导率和分散稳定性，可以使石墨烯氧化物和金属之间的直接接触最小化，热导率得以保持，并可以稳定地进行分散过程。
该背景技术部分公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此，其可以含有不构成在该国家中本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
在优选的方面，本发明提供一种分散稳定性和腐蚀稳定性改善的包括石墨烯氧化物和纳米金刚石的复合物及其制造方法。
此外，本发明提供分散稳定性和腐蚀稳定性改善的包括石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物的纳米流体。
如本文所用，术语“石墨氧化物”是指以适当比例包括碳、氧和氢的化合物，石墨氧化物可以包括作为主要组分的碳，其构成石墨氧化物总重量的大于大约50wt％、大于大约60wt％、大于大约70wt％、大于大约80wt％、大于大约90wt％、大于大约95wt％或大于大约99wt％。石墨烯氧化物可以通过将石墨烯(适合以单一、平面、二维和蜂巢状晶格形式的碳材料)氧化而得到。石墨烯氧化物可以包括含氧官能团，例如环氧基、羟基或羧基。
如本文所用，术语“纳米金刚石”是指具有纳米级尺寸的金刚石或其颗粒，例如，尺寸(例如截面尺寸)小于大约999nm、小于大约900nm、小于大约800nm、小于大约700nm、小于大约600nm、小于大约500nm、小于大约400nm、小于大约300nm、小于大约200nm、小于大约100nm或小于大约50nm。纳米金刚石在其形状、颜色、级别、组成、其上形成的化学修饰等方面不受具体限制。此外，纳米金刚石可以包括作为主要组分的碳，例如，其构成其总重量的大于大约50wt％、大于大约60wt％、大于大约70wt％、大于大约80wt％、大于大约90wt％、大于大约95wt％或大于大约99wt％。本发明的示例性实施方式提供包括石墨烯氧化物和纳米金刚石的复合物。具体地，纳米金刚石可以结合或连接在石墨烯氧化物的表面上。例如，纳米金刚石可以化学结合在石墨烯氧化物的表面上。
如本文所用，术语“结合”是指通过化学或物理方式将一物质与其他物质连接。优选地，石墨烯氧化物和纳米金刚石之间形成的结合可以是化学键，包括共价键或离子键，优选为通过化学反应形成的共价键。
石墨烯氧化物和纳米金刚石可以通过连接基团化学结合。连接基团可以选自亚烷基、亚环烷基、二价芳环基、-CO-O、-S-、-O-、-CO-、-SO2-、-N(R)-及它们的组合，其中R是氢原子或烷基。
术语“二价芳环基”是指具有两个化学键合价态的芳香性基团。示例性的二价芳环基合适地可以包括苯基、萘基、蒽基，其可以任选地在一个或多个环位置上被例如C1-20烷基、卤素、氰基、C1-20烷氧基、羟基、羰基等的基团取代，取代位置不受限制。
优选地，石墨烯氧化物和纳米金刚石可以通过-CO-O-化学结合。
优选地，石墨烯氧化物的厚度适当地可以是大约1-2nm，其直径可以是大约1-3μm。
优选地，纳米金刚石的平均直径适当地可以是大约3-10nm。
优选地，基于100重量份石墨烯氧化物大约50-150重量份量的纳米金刚石可以与石墨烯氧化物化学结合。
本发明的另一示例性实施方式提供一种包括石墨烯氧化物和纳米金刚石的复合物的制造方法。该方法可以包括以下步骤：制备纳米金刚石；通过对纳米金刚石进行热处理将官能团连接在纳米金刚石表面上；将包括官能团的纳米金刚石分散在第一溶剂中，制备纳米金刚石分散体；将石墨烯氧化物分散在第二溶剂中，制备石墨烯氧化物溶液；将石墨烯氧化物分散体与纳米金刚石分散体混合；和在石墨烯氧化物和纳米金刚石之间形成键。
在纳米金刚石的制备中，纳米金刚石的平均直径适当地可以是大约3-10nm。
通过在大约400℃至500℃的温度下对纳米金刚石进行大约1-3h热处理，可以适当地将官能团连接在纳米金刚石表面上。
优选地，通过对纳米金刚石进行热处理连接在纳米金刚石表面上的官能团可以是-COOH。
纳米金刚石分散体可以进一步包括催化剂。催化剂适当地可以是含氮材料，例如一种或多种选自N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)和4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP)者。
包括官能团的纳米金刚石可以适当地分散在第一溶剂中，第一溶剂可以适当地是一种或多种选自以下者：基于酰胺的溶剂、基于醚的溶剂和卤化溶剂。
当石墨烯氧化物分散在第二溶剂中时，羟基或烷基可以连接在石墨烯氧化物的表面上。
优选地，石墨烯氧化物的厚度可以是大约1-2nm，并且其直径可以是大约1-3μm。
基于100重量份石墨烯氧化物大约50-150重量份的量的纳米金刚石可以与石墨烯氧化物混合，以在其间形成键。
石墨烯氧化物和纳米金刚石之间的键可以通过酯化反应形成。
本发明再另一实施方式提供一种包括本文所述的包括石墨烯氧化物和纳米金刚石的复合物和极性流体的纳米流体。
如本文所用，术语“纳米流体”是指含有具有纳米级别尺寸的颗粒的流体，上述颗粒例如纳米金刚石颗粒、石墨烯氧化物或由这些颗粒组成的复合物。纳米流体还可以适当地含有流体，特别是液体流体(基质)。
极性流体适当地可以选自水、乙二醇、丙二醇或其组合。
进一步提供一种可以包括本文所述纳米流体的车辆。
下文公开本发明的其他方面。
根据本发明示例性实施方式的石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物可以用作纳米材料，以制造满足分散稳定性和金属腐蚀稳定性、并且热导率大大提高的纳米流体。
根据本发明示例性实施方式的复合物可以将石墨烯的平面结构改变成三维结构，以限制平面石墨烯之间的接触(位阻导致)，因此纳米金刚石颗粒可以与石墨烯的宽表面结合，增加对流体中沉淀的抗性，以稳定地分散。
根据本发明示例性实施方式的纳米流体可以提供高热导率，因此可以应用于车辆和热管理系统，并应用于要求热导率优异的流体的各种设备和系统。
附图说明
应当理解到，附图不必要成比例，而是对说明本发明基本原理的各种特征的略微简化的呈现。本文公开的本发明的特定设计特征，包括，例如，特定的尺寸、方向、位置和形状将部分地由具体的既定应用和使用环境所决定。在附图中，在通篇几张图中附图标记指代本发明的相同或等同部件。
图1说明了根据本发明示例性实施方式的示例性石墨烯氧化物和纳米金刚石的复合物。
图2说明了根据本发明示例性实施方式的包括石墨烯氧化物和纳米金刚石的示例性复合物的示例性制造方法。
图3说明了在本发明示例性实施方式中热处理之前示例性纳米金刚石的红外光谱分析(FT-IR)结果。
图4说明了在本发明示例性实施方式中热处理之后示例性纳米金刚石的红外光谱分析(FT-IR)结果。
图5说明了根据本发明示例性实施方式制造的包括石墨烯氧化物和纳米金刚石的示例性复合物的红外光谱分析(FT-IR)结果。
图6说明了根据本发明示例性实施方式制造的包括石墨烯氧化物和纳米金刚石的示例性复合物的扫描电子显微镜(SEM)结果。
图7说明了根据本发明示例性实施方式的实验例中示例性纳米流体的金属腐蚀测试结果。
图8说明了根据本发明示例性实施方式的实验例中制造的示例性纳米流体的照片。
图9说明了比较例中纳米流体的金属腐蚀测试结果。
具体实施方式
本发明的优势和特征以及其实现方法参考附图从下文所述的示例性实施方式将会是显而易见的。但是，本发明并不限于下文所述的示例性实施方式，而可以许多不同地方式实施。提供以下示例性实施方式，以完成本发明，并使本领域技术人员清楚地理解本发明的范围，本发明仅由所附权利要求的范围界定。在说明书中，相同的附图标记表示相同的组成元素。
在一些示例性实施方式中，将省略公知技术的详细说明，防止本发明理解不清楚。除非另外指出，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。此外，在说明书中，除非明确相反地说明，措辞“包括”及变体“包括有”或“包含”将会理解为说明包括所述的元素，但不排除任何其他元素。而且，如本文所用，除非上下文明确另外指出，单数形式“一”、“一种”和“该”意在也包括复数形式。
除非明确说明或从上下文很明显，如本文所用，术语“大约”理解成在本领域的正常容许误差范围内，例如，在平均值的2标准偏差内。“大约”可以理解成在所述数值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非另外由上下文很明显，本文提供的所有数值均由术语“大约”修饰。
应当理解到，本文所用的术语“车辆(vehicle)”、“车用”或其它类似术语包括通常的机动车辆，例如载客车辆，包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆，包括各种船只和船舶的水运工具，航空器和类似物，并包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其它代用燃料车辆(例如，源自石油以外的资源的燃料)。如本文所用，混合动力车辆是具有两种或更多种动力来源的车辆，例如，汽油动力和电动力的车辆。
在说明书中，除非另外定义，“平均直径”是指一组中每个颗粒最长直径的平均值。
如本文所用，除非另外定义，“取代的”是指基团被C1至C30烷基、C1至C10烷基甲硅烷基、C3至C30环烷基、C6至C30芳基、C2至C30杂芳基、C1至C10烷氧基、氟基、C1至C10三氟烷基例如三氟甲基、或氰基。
如本文所用，除非另外定义，“烷基”包括没有烯基或炔基的“饱和烷基”或者具有至少一个烯基或炔基的“不饱和烷基”。“烯基”是指具有至少两个经由至少一个碳-碳双键彼此结合的碳原子的取代基，“炔基”是指具有至少两个经由至少一个碳-碳叁键结合的碳原子的取代基。烷基可以是支链的、线性的或环状的。
烷基可以是C1至C20烷基，更具体地，C1至C6低级烷基，C7至C10中等烷基，或C11至C20高级烷基。
例如，C1至C4烷基是指在其烷基链上具有1-4个碳原子的烷基，其选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基。
典型的烷基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。
根据本发明的示例性实施方式，石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物包括石墨烯氧化物和连接在石墨烯氧化物表面上的纳米金刚石。例如，石墨烯氧化物和纳米金刚石可以化学结合，例如，通过共价键、离子键等结合。
根据本发明的示例性实施方式，提供一种包括石墨烯氧化物和纳米金刚石复合体的复合物，其可以是化学结合的纳米材料。石墨烯氧化物可以在极性溶液中具有高分散性，热导率高，但腐蚀稳定性低，纳米金刚石可以具有高的金属腐蚀稳定性和高热导率，但对于极性溶液的分散性低。根据本发明示例性实施方式，包括石墨烯氧化物和纳米金刚石的复合物可以用作纳米材料，以制造满足分散稳定性和金属腐蚀稳定性并且热导率高的纳米流体。
通常，纳米金刚石不具有完全的SP3结构，并且可以包括不同的官能团。具体地，官能团可以根据爆炸性反应的条件而不同。例如，纳米金刚石的表面可以具有例如烷基、环烷基、烯基、-COOH、-SH、-OH、-COH和-SO2H-N(R)H(R是氢原子或烷基)的官能团。但是，对于选择性化学反应，可以将表面反应基团当中的一种官能团修饰成主要的，纳米金刚石和石墨烯氧化物可以通过该官能团和与石墨烯表面上形成的官能团的化学反应而化学结合。
具体地，石墨烯氧化物和纳米金刚石可以通过亚烷基、亚环烷基、二价芳环基、-CO-O、-S-、-O-、-CO-、-SO2-、-N(R)-(R是氢原子或烷基)和二价连接基团化学结合，形成其复合物。更具体地，石墨烯氧化物和纳米金刚石可以通过-CO-O-化学结合。
图1说明了根据本发明示例性实施方式的示例性石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物。如图1所示，通过-CO-O-的化学键可以通过纳米金刚石表面上引入的-COOH官能团和石墨烯氧化物表面上引入的-OH官能团的酯化反应形成。但是，本发明并不限于此，其可以通过各种二价连接基团结合。
由于石墨烯氧化物(GO)具有平面结构，其可以提供充足的空间与可以是圆形颗粒的纳米金刚石连接。石墨烯氧化物在厚度方向上可以具有纳米尺寸，同时它是以微米尺寸的长度铺开的平面，因此石墨烯氧化物可以与若干纳米金刚石具有表面反应。换言之，若干纳米金刚石可以接近与石墨烯氧化物发生表面反应，并且可以覆盖石墨烯氧化物的表面。当纳米金刚石与石墨烯氧化物的顶表面和底表面结合时，实际金属不会与石墨烯氧化物的表面直接结合，纳米金刚石可以与金属表面接触。结果，石墨烯氧化物的金属腐蚀问题得以解决。而且，电导率高的纳米金刚石可以连接或结合在石墨烯氧化物上，因此热导率的降低不会发生，由于石墨烯氧化物表面上结合的纳米金刚石，石墨烯氧化物之间的聚集可以降低。
尽管石墨烯氧化物可以高度分散在极性溶剂中，石墨烯之间的接触因纳米金刚石而可以应用于产生位阻，从而增加长期的分散稳定性。
石墨烯氧化物的厚度可以是大约1-2nm，石墨烯氧化物的直径可以是大约1-3μm。根据厚度和直径，提供了纳米金刚石可以结合的充分空间。
基于100重量份石墨烯氧化物大约50-150重量份的量的纳米金刚石可以与石墨烯氧化物化学结合。换言之，形成适当结合的纳米金刚石和石墨烯氧化物的重量比可以是大约0.5-1.5:1(按重量)。当纳米金刚石的结合量小于预定量时，例如，基于100重量份石墨烯氧化物小于大约50重量份，金属腐蚀稳定性会变差。相反，当纳米金刚石的结合量大于预定量时，例如，基于100重量份石墨烯氧化物大于大约150重量份时，分散稳定性会变差。
图2显示了根据本发明示例性实施方式的石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物的制造方法的流程图，但是，本发明并不限于此。因此，石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物的制造方法可以加以不同修改。
如图2所示，根据本发明示例性实施方式的石墨烯氧化物-纳米金刚石的制造方法可以包括：在步骤S10，制备纳米金刚石；在步骤S20，通过对纳米金刚石进行热处理将官能团连接在纳米金刚石的表面上；在步骤S30，将包括官能团的纳米金刚石分散在第一溶剂中，从而形成纳米金刚石分散体；在步骤S40，将石墨烯氧化物分散在第二溶剂中，从而形成石墨烯氧化物分散体；将石墨烯氧化物溶液与纳米金刚石分散体混合；和在步骤S50，形成结合反应。
将详细说明各个步骤。
首先，在步骤10，可以制备纳米金刚石。由于上文以对纳米金刚石加以说明，将省略其重复说明。
接下来，在步骤S20，通过对纳米金刚石进行热处理将官能团引入到表面上。对于选择性化学反应，可以将纳米金刚石中存在的表面反应基团中的至少一种官能团修饰成是主要的。当加热反应通过上述一种方法进行时，纳米金刚石表面上一些不稳定的官能团可以被氧化，并变成羧基(-COOH)。例如，热处理可以在空气中在大约400℃至500℃的温度下进行大约1-3h。
当热处理温度低于预定范围时，例如，低于大约400℃，官能团不会充分引入，当热处理温度高于预定范围时，例如，高于大约500℃，纳米金刚石会碳化。当反应时间少于预定范围时，例如，少于大约1小时，反应不会充分进行，当反应时间多于预定范围时，例如，多于大约3小时，纳米金刚石会碳化。
在步骤S30，热处理过并且含有主要官能团的纳米金刚石可以分散在第一溶剂中。在该情形中，可以向纳米金刚石分散体中加入催化剂，用于促进与石墨烯氧化物的成键反应。例如，催化剂可以是一种或多种选自N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)和4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP)者。
例如，当使用DCC作为催化剂时，纳米金刚石表面上形成的-COOH官能团可以根据反应式1激活，并且可以与石墨烯氧化物反应。因此，纳米金刚石和石墨烯氧化物可以通过-CO-O-基团化学结合。
[反应式1]
溶剂不受限制，只要其适当地分散纳米金刚石即可，并且其可以是一种或多种选自以下者：基于酰胺的溶剂、基于醚的溶剂和卤化溶剂。优选地，酰胺溶剂可以包括二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。基于醚的溶剂可以适当地包括四氢呋喃(THF)和二噁烷。卤化溶剂可以适当地是氯仿或二氯甲烷。
在步骤S40，制造其中石墨烯氧化物分散在第二溶剂中的石墨烯氧化物分散体。对于石墨烯氧化物的说明与上文所述相同，因此将省略重复说明。在步骤S40，可以将羟基或烷基连接在石墨烯氧化物的表面上。
接下来，在步骤S50，可以将石墨烯氧化物分散体与纳米金刚石分散体混合，石墨烯氧化物和纳米金刚石可以结合。
优选地，基于100重量份石墨烯氧化物大约50-150重量份的量的纳米金刚石可以通过化学结合例如共价键与石墨烯氧化物结合。当纳米金刚石的结合量小于预定量时，例如，基于100重量份石墨烯氧化物小于大约50重量份时，金属腐蚀稳定性会变差。相反，当纳米金刚石的结合量大于预定量时，例如，基于100重量份石墨烯氧化物大于大约150重量份时，分散稳定性会变差。
根据反应式1，可以通过酯化反应形成键，形成酯键。石墨烯氧化物和纳米金刚石中的官能团之间可以发生其他反应。
此外，根据本发明示例性实施方式，纳米流体可以包括上述的包括石墨烯氧化物和纳米金刚石的复合物和极性流体。
根据包括石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物的纳米流体，由于可以实现对于流体经其流动的金属的腐蚀稳定性，可以防止纳米颗粒之间的团聚，并且将两种热导率高的材料结合，可以解决特性劣化问题。
极性流体可以适当选自水、乙二醇、丙二醇及其组合。
通过将纳米金刚石和极性流体混合并分散，可以制造纳米流体。
实施例
在下文中，对本发明的实施例和比较例进行说明。但这些实施例在任何意义上均不应当理解成限定本发明的范围。
示例性实施方式：制备石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物
通过用气流粉碎机粉碎至获得大约20nm的平均直径，制备0.1g纳米金刚石(制造商：HeYuan ZhongLian Nanotech Co.LTD)。在空气中在500℃下对纳米金刚石粉末进行大约1h热处理。图3和图4分别说明了热处理之前和之后的红外光谱分析结果。如图4所示，在大约1764cm-1附近观察到峰，可以确认，形成了COOH的C＝O官能团。
将热处理过的纳米金刚石引入到100ml四氢呋喃(THF)中，并通过超声波分散大约2h，将5g N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)引入到50ml四氢呋喃(THF)溶液中，然后将该DCC溶液引入到纳米金刚石分散液中并与其混合。
将0.1g石墨烯氧化物(厚度为1nm，直径为2μm)引入到THF溶液中，并通过超声波分散大约2h，将纳米金刚石加入到DCC复合物溶液中，然后进行大约12h酯化键反应。
反应之后，将产生的沉淀过滤，洗涤，并干燥，得到石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物。
图5说明了制备的石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物的红外光谱分析结果。如图5所示，可以确认，C＝O峰减弱，在石墨烯氧化物和纳米金刚石之间形成化学键。
图6说明了制备的石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物的扫描电子显微镜(SEM)照片。如图6所示，可以确认，纳米金刚石颗粒结合在平面石墨烯上。
实验例：制备并评价纳米流体
将5重量份的根据示例性实施方式制备的石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物加入到95重量份水和乙二醇的1:1复合溶剂中，并通过超声波分散，制备纳米流体。
为了测试纳米流体的金属腐蚀，制备铝、铸铁、钢、黄铜、焊锡和铜作为样品，并浸入到纳米流体中。图7示出了金属样品取出后的照片。
表1表示肉眼观察到的金属样品的腐蚀状态。
图8显示了制备的纳米流体静置后的照片。如图8所示，可以看出，即使制备的纳米流体长时间静置，分散也极佳。
比较例
通过将石墨烯氧化物加入到95重量份水和乙二醇的1:1复合溶剂中，然后将其用超声波分散，制备纳米流体。
进行与上述实验例中相同的腐蚀测试，取出的金属样品的照片示于图9中。
表1显示了肉眼观察到的金属样品的腐蚀状态。
表1
铝 铸铁 钢 黄铜 焊锡 铜
实验例 无腐蚀 无腐蚀 无腐蚀 无腐蚀 无腐蚀 无腐蚀
比较例 严重腐蚀 严重腐蚀 严重腐蚀 严重腐蚀 严重腐蚀 严重腐蚀
如表1所示，可以看出，根据本发明示例性实施方式的包括石墨烯氧化物-纳米金刚石复合物的纳米流体具有优异的腐蚀稳定性。
尽管本发明已结合目前视作实际的示例性实施方式者进行描述，但应当理解到，本发明并非局限于公开的实施方式，相反，本发明是要涵盖各种变化方式和等同方式，其均包括在所附权利要求的精神和范围之内。因此，上述实施方式仅作为例子，在任何方面均不应当理解成具有限定性。

Claims (8)

1.一种制造包括石墨烯氧化物和纳米金刚石的复合物的方法，其包括以下步骤：
制备纳米金刚石；
通过对所述纳米金刚石进行热处理将官能团连接在所述纳米金刚石的表面上；
将包括所述官能团的纳米金刚石分散在第一溶剂中，制备纳米金刚石分散体；
将石墨烯氧化物分散在第二溶剂中，制备石墨烯氧化物分散体；
将所述石墨烯氧化物分散体与所述纳米金刚石分散体混合；和
在所述石墨烯氧化物和所述纳米金刚石之间形成键，
其中所述纳米金刚石分散体还包括催化剂，
其中所述纳米金刚石的表面上连接的官能团是-COOH，且
其中所述石墨烯氧化物和所述纳米金刚石之间的键通过酯化反应形成。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米金刚石的平均直径是3-10nm。
3.根据权利要求1所述的方法，其中通过在400℃至500℃的温度下对所述纳米金刚石进行1-3h热处理，将官能团连接在所述纳米金刚石的表面上。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述催化剂是一种或多种选自N,N'-二环己基碳二亚胺DCC和4-(二甲基氨基)吡啶DMAP。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一溶剂是一种或多种选自以下者：基于酰胺的溶剂、基于醚的溶剂和卤化溶剂。
6.根据权利要求1所述的方法，其中当所述石墨烯氧化物分散在所述第二溶剂中时，羟基或烷基连接在所述石墨烯氧化物的表面上。
7.根据权利要求1所述的方法，其中当所述石墨烯氧化物分散在所述第二溶剂中时，所述石墨烯氧化物的厚度是1-2nm，并且其直径是1-3μm。
8.根据权利要求1所述的方法，其中基于100重量份的所述石墨烯氧化物，50-150重量份的量的所述纳米金刚石与所述石墨烯氧化物混合，以在所述石墨烯氧化物和所述纳米金刚石之间形成键。
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