JP7225118B2 - グラフェンオキシドゲルを製造するための方法 - Google Patents
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Description
と混ぜ合わせる工程、及びグラフェンオキシドを該式(I)の化合物と反応させてグラフェンオキシドゲルを形成する工程、及び要すれば、該グラフェンオキシドゲルを分離する工程を含む。
また本明細書に提供されているのは、本明細書に記載されている方法により形成される、非常に低密度の固体であるグラフェンオキシドエアロゲルである。
さらに他の実施形態において、精製したグラフェンオキシドのpHは、塩基、例えば、特にアンモニア、ヒドロキシド、又はカルボキシアニオンで調節してもよい。
Claims (14)
- グラフェンオキシド及び無機酸の水性分散体であって、
前記グラフェンオキシドの水性分散体が、およそ0.1g/L~およそ5g/Lの範囲にあるグラフェンオキシド濃度を有し、
前記無機酸の濃度が、およそ0.004~およそ2Mの範囲内にあり、
水溶液が酸性である、水性分散体を提供する工程、
有機アミン及びホスホニウム塩からなる群から選択される反応剤であって、前記反応剤がおよそ0.05mM~およそ100mMの範囲にある全有機アミン濃度又は全ホスホニウム塩濃度を有する反応剤を添加する工程、及び
混合物を撹拌してグラフェンオキシドヒドロゲルを形成する工程、
を含む、グラフェンオキシドゲルを形成する方法。 - 前記有機アミンが、アルキルアミン、アリールアミン、複素環アミン、ポリマーアミン、スピロテトラミン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記反応剤が、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、6-アミノヘキサン酸、HEPES、N,N-ジメチルドデシルアミン、ジイソプロピルアミン、ヘキシルアミン、ヘキサデシルアミン、4,4’-ジピリジル、トリス(2-アミノエチル)アミン、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロリド、メチルトリオクチルアンモニウムクロリド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、1,12-ジアミノドデカン、テトラキス(4-アミノフェニル)メタン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1又は2に記載の方法。
- 得られるグラフェンオキシドヒドロゲルを分離する工程をさらに含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記グラフェンオキシドヒドロゲルが、ろ過により又は遠心分離により分離される、請求項4に記載の方法。
- 前記反応剤のグラフェンオキシドに対する比が、グラムグラフェンオキシド当たりおよそ0.9mmolの反応剤~グラムグラフェンオキシド当たりおよそ400mmolの反応剤であり、全有機アミン濃度又は全ホスホニウム塩濃度がおよそ10mM~およそ70mMの範囲にある、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 全有機アミン濃度又は全ホスホニウム塩濃度が、およそ40mMである、請求項1に記載の方法。
- 前記無機酸が、硫酸及び塩酸からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記グラフェンオキシドを凍結乾燥してグラフェンオキシドエアロゲルを形成する工程をさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記グラフェンオキシドエアロゲルを還元してグラフェンエアロゲルを形成する工程をさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 前記グラフェンオキシドエアロゲルを還元してグラフェンエアロゲルを形成する工程が、熱的還元又は化学的還元を含む、請求項10に記載の方法。
- グラフェンオキシドの水性分散体であって、7未満のpHを有する水性分散体、を式(I)
aは0又は1であり、
R、R1、R2及びR3は同一又は異なるものであることができ、H、アルキル、シクロアルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリールからなる群から選択され、又はR、R1、R2及びR3のうちの2個は5又は6員環を形成することができ、該5又は6員環は飽和又は不飽和であってよく、1個以上のヘテロ原子を含んでよい。ただし、しかしながら、XがNで、aが0である場合に、R1、R2及びR3のうちの2個以下がHであり、XがNで、aが1である場合に、R、R1、R2及びR3のうちの3個以下がHであり、及びXがPで、aが1である場合に、R、R1、R2及びR3のうちのいずれもがHでない。]
の化合物と混ぜ合わせる工程、及び
該グラフェンオキシドを式Iの化合物と反応させてグラフェンオキシドヒドロゲルを形成する工程、
該グラフェンオキシドヒドロゲルを分離する工程、
を含む、グラフェンオキシドヒドロゲルを形成する方法。 - 前記グラフェンオキシドヒドロゲルを凍結乾燥してグラフェンオキシドエアロゲルを形成する工程を更に含む、請求項12に記載の方法。
- 前記グラフェンオキシドエアロゲルを還元してグラフェンエアロゲルを形成する工程をさらに含む、請求項13に記載の方法。
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