本發(fā)明涉及一種強(qiáng)疏水性的改性氧化石墨烯材料的制備方法，是一種對(duì)甲苯胺化學(xué)修飾氧化石墨烯材料的制備方法，屬于材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

石墨烯(Graphene)是由sp2碳原子以蜂巢晶格構(gòu)成的二維單原子層結(jié)構(gòu)，每個(gè)碳原子周圍有3個(gè)碳原子成鍵，C-C鍵長(zhǎng)，鍵角120°，自它在2004年由Geim等人發(fā)現(xiàn)以來(lái)，由于其獨(dú)特的物理、生物和化學(xué)特性已引起了科學(xué)家的廣泛關(guān)注，并將在很多潛在領(lǐng)域引起革命性的變化。氧化石墨是膨脹石墨、石墨粉末或石墨納米片經(jīng)化學(xué)氧化及剝離后的產(chǎn)物。經(jīng)過(guò)氧化處理后，氧化石墨仍保持石墨的層狀結(jié)構(gòu)，但每一層的石墨烯上都引入了許多含氧官能團(tuán)。這些含氧官能團(tuán)的引入使得單一的石墨烯結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜。大家普遍接受的結(jié)構(gòu)模型是在氧化石墨烯片層上隨機(jī)分布著羥基和環(huán)氧基，而在邊緣處引入了羧基和羰基。其中，羧基是具有高活性的反應(yīng)基團(tuán)，可以與許多分子進(jìn)行化學(xué)接枝反應(yīng)。另外，氧化石墨烯表面的含氧基團(tuán)使其熱穩(wěn)定性低，受熱極易降解，并具有只能分散于水等極性溶劑的缺陷。各國(guó)研究者已經(jīng)構(gòu)建了許多氧化石墨烯的改性方法，包括親水鏈PEG等高分子聚合物的接枝，或者接枝一種大分子進(jìn)行疏水性改性。本發(fā)明中，我們主要研究的是小分子改性氧化石墨烯表面，制備疏水性氧化石墨烯材料，即將小分子對(duì)甲苯胺通過(guò)共價(jià)鍵鍵接到氧化石墨烯片層上，獲得功能化氧化石墨烯材料。制備的具有強(qiáng)疏水性的氧化石墨烯，可將其應(yīng)用于國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活等許多領(lǐng)域，如抗氧化、自潔凈、防污染、防腐蝕等方面，在這些領(lǐng)域的潛在應(yīng)用亦成為目前最重要和最具挑戰(zhàn)的工作之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種強(qiáng)疏水性的改性氧化石墨烯材料的制備方法。

一種對(duì)甲苯胺化學(xué)修飾氧化石墨烯的強(qiáng)疏水性材料，其結(jié)構(gòu)通式如下：

上述對(duì)甲苯胺化學(xué)修飾氧化石墨烯材料是通過(guò)將鱗片石墨，石墨粉或納米石墨片經(jīng)強(qiáng)氧化并超聲得到氧化石墨烯，再經(jīng)SOCl₂于一定溫度下處理一段時(shí)間，活化氧化石墨烯表面上的羧基基團(tuán)，從而得到酰氯化氧化石墨烯；酰氯化氧化石墨烯在一定濃度對(duì)甲苯胺的有機(jī)溶液中均勻混合并超聲分散，在一定溫度下回流加熱攪拌，反應(yīng)一段時(shí)間后過(guò)濾，洗滌并干燥，即可得到具有強(qiáng)疏水性的對(duì)甲苯胺改性的氧化石墨烯材料。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明制備的具有強(qiáng)疏水性的對(duì)甲苯胺改性氧化石墨烯材料的制備過(guò)程示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中氧化石墨烯經(jīng)對(duì)甲苯胺改性前(a)GO和改性后(b)MGO的形貌變化圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)甲苯胺改性前后的氧化石墨烯材料的紅外光譜圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)例中經(jīng)對(duì)甲苯胺改性前后的氧化石墨烯溶液抽濾所制薄膜的接觸角測(cè)試圖及接觸角測(cè)試結(jié)果。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明，一種強(qiáng)疏水性的對(duì)甲苯胺改性氧化石墨烯材料的制備方法，依照如下步驟完成：

實(shí)施例1

制備酰氯化氧化石墨烯的具體步驟如下：稱取0.1g GO，干燥研磨后分散于45ml的SOC]₂溶液中，加入2ml無(wú)水DMF(催化劑)，混合液超聲分散30min(注意：溫度控制在35℃內(nèi))，將分散液放置于裝有球形冷凝管的反應(yīng)裝置中在70℃反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液真空抽濾并用THF洗滌，干燥得到粉末狀的酰氯化氧化石墨烯；酰氯化氧化石 墨烯的酰胺化反應(yīng)的具體步驟如下：將上述所得到的酰氯化氧化石墨烯與1mg/ml對(duì)甲苯胺的DMF溶液混合，超聲一定時(shí)間后于120℃下反應(yīng)48h。反應(yīng)結(jié)束后，使用孔徑為0.22μm的PTFE膜進(jìn)行真空抽濾，并用乙醇及去離子水多次洗滌，反應(yīng)產(chǎn)物置于80℃真空烘箱中過(guò)夜。

實(shí)施例2

制備酰氯化氧化石墨烯的具體步驟如下：稱取1g GO，干燥研磨后分散于120ml SOCl₂溶液中，加入10ml無(wú)水DMF(催化劑)，混合液超聲分散30min(注意：溫度控制在35℃內(nèi))，將分散液放置于裝有球形冷凝管的三口燒瓶中并在70℃反應(yīng)過(guò)夜。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液真空抽濾，經(jīng)THF洗滌得到酰氯化氧化石墨烯；酰氯化氧化石墨烯的酰胺化反應(yīng)的具體步驟如下：將上述所得到的酰氯化氧化石墨烯與1mg/ml對(duì)甲苯胺的THF溶液混合，超聲一定時(shí)間后于120℃下反應(yīng)96h。反應(yīng)結(jié)束后，使用孔徑為0.22μm的PTFE膜進(jìn)行真空抽濾，并用無(wú)水乙醇及去離子水多次洗滌，于80℃真空干燥24h。

性能測(cè)試分析

使用傅里葉紅外光譜儀(FT-IR，TENSOR37)分析改性前后樣品特征峰的變化，表征對(duì)甲苯胺接是否接枝到氧化石墨烯上及接枝的位置。對(duì)甲苯胺改性前后氧化石墨烯形貌變化由透射電子顯微鏡(TEM，H-7650)觀察。接觸測(cè)試結(jié)果由接觸角測(cè)量?jī)x(DSA100，KRUSS)多次測(cè)量而得。