JP2017505748A - 還元型酸化グラフェンの修復方法 - Google Patents
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Abstract
Description
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- 還元型酸化グラフェンの修復方法であって、
還元型酸化グラフェンを溶剤に分散させ、グラフェン分散液を得て、前記グラフェン分散液に第1ルイス酸、及びメチル基又はメチレン基を含む化合物を加えて第1混合物を得、300ワット〜900ワットのマイクロ波の環境で前記第1混合物を0.5時間〜2時間反応させてから、リフラックス下で3時間〜5時間反応させて、分離純化且つ乾燥させ、第1粗生成物を得るステップと、
前記第1粗生成物を第2ルイス酸に加え、芳香族炭化水素系修復剤を添加し、均一に混合して第2混合物を得て、前記第2混合物を反応させて溶融物固体を得、前記溶融物固体を分離純化し、第2粗生成物を得るステップと、
前記第2粗生成物、金属粉末触媒及び第3ルイス酸を混合し、均一に混合して第3混合物を得て、炭素源を含む保護ガスの雰囲気中で前記第3混合物を450℃〜500℃で1時間〜2時間反応させてから、真空環境下で200℃〜350℃で5時間〜8時間アニールし、温度を室温まで下げた後、分離純化して、修復された還元型酸化グラフェンを得るステップとを含むことを特徴とする還元型酸化グラフェンの修復方法。 - 前記溶剤が、ジクロロメタン、1,2‐ジクロロエタン、四塩化炭素、クロロホルム、シクロヘキサン、ノルマルヘキサン、ベンゼン又はニトロベンゼンから選択される少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記グラフェン分散液において、前記還元型酸化グラフェンの濃度が0.1mg/mL〜1mg/mLであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記第1ルイス酸と第2ルイス酸が、いずれも塩化第二鉄、塩化アルミニウム、塩化亜鉛、三フッ化ホウ素、塩化マグネシウム、塩化第二銅又は塩化リチウムから選択される少なくとも1種で、前記第3ルイス酸が、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化リチウム、塩化第二クロム、塩化コバルト、塩化亜鉛又は塩化第二銅から選択される少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記第1ルイス酸と前記還元型酸化グラフェンとの質量比が1:3〜10であることを特徴とする、請求項1に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記メチル基又はメチレン基を含む化合物が、トリオキサン、メタノール、塩化メチル又はヨードメタンであることを特徴とする、請求項1に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記メチル基又はメチレン基を含む化合物と還元型酸化グラフェンとの質量比が1:5〜20であることを特徴とする、請求項1又は6に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記の300ワット〜900ワットのマイクロ波の環境で前記第1混合物を0.5時間〜2時間反応させるステップの前に、さらに前記第1混合物に強酸を、前記還元型酸化グラフェンとの質量比が1:0.1〜1となるように加えるステップを含むことを特徴とする、請求項6に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記強酸が、硫酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ニトロメタン、硝酸、塩酸、トリクロロ酢酸又は過塩素酸から選択される少なくとも1種であることを特徴とする、請求項8に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記第1粗生成物と前記第2ルイス酸との質量比が1:20〜100であることを特徴とする、請求項1に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記芳香族炭化水素系修復剤が、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、コロネン、ピレン又はペリレンから選択される少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記第1粗生成物と前記芳香族炭化水素系修復剤との質量比が1:5〜10であることを特徴とする、請求項1に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記第2混合物を反応させて溶融物固体を得る前記ステップは、具体的に、前記第2混合物を200℃〜350℃で3時間〜5時間反応させるか、又は前記第2混合物を300ワット〜800ワットのマイクロ波の環境で0.1時間〜0.5時間反応させることであることを特徴とする、請求項1に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記金属粉末触媒の質量が、前記第2粗生成物の質量の5%〜10%であることを特徴とする、請求項1に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記金属粉末触媒が、銅粉末、亜鉛粉末、銀粉末、パラジウム粉末又は白金粉末から選択される少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1又は14に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記第3ルイス酸の質量が、前記第2粗生成物の質量の0.1%〜5%であることを特徴とする、請求項1に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記炭素源を含む保護ガスの雰囲気が有機相ガスと不活性ガスとの混合物ガスの雰囲気であり、前記有機相ガスが、メタン、エチレン又は気体状のエタノールのうち少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
- 前記有機相ガスと前記不活性ガスとの体積比が1〜3:7〜9であることを特徴とする、請求項17に記載の還元型酸化グラフェンの修復方法。
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