一種具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片及其制備方法。本發(fā)明通過(guò)在石墨烯微片中加入接枝官能團(tuán)，并在接枝的過(guò)程中于石墨烯微片中產(chǎn)生微孔的方法得到了一種具有規(guī)整的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性好、吸附率高、復(fù)合性能優(yōu)異的石墨烯微片，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)石墨烯微片具有超強(qiáng)的吸附性，適合用于重金屬吸附、污水處理、油污收集、海水淡化、飲用水凈化，并可以在較寬的溫度范圍、較寬的pH值范圍、較廣泛的離子成分下進(jìn)行使用。
【專利說(shuō)明】
一種具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及石墨烯的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及石墨烯衍生物的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是一種碳原子按正六邊形緊密排布為蜂窩狀的平面原子晶體結(jié)構(gòu)，石墨烯特有的平面結(jié)構(gòu)使其具備了許多三維晶體不具備的特性，如比表面積高達(dá)2.6X 10 3m2/g，導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)3X 10 3W/(m.K)，力學(xué)性能為I.06Χ 10 3Gpa，楊氏模量為1.0TPa，其力學(xué)強(qiáng)度高達(dá)130Gpa，是鋼的100多倍。石墨烯具有穩(wěn)定的正六邊形晶格結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，電子迀移率高達(dá)1.5 X 14CmV(V.s)，比半導(dǎo)體銻化銦的最大迀移率高2倍，比商用硅片的最大迀移率高10倍，此外石墨烯還具有很高的光透射率、室溫量子隧道效應(yīng)、反常量子霍爾效應(yīng)等等。
[0003]從結(jié)構(gòu)上來(lái)，石墨烯是由無(wú)數(shù)苯環(huán)聚合聚合在一起組成的超級(jí)大分子物質(zhì)，因而在一定程度上石墨烯也具有多環(huán)芳香化合物的反應(yīng)特性，可以進(jìn)行氫化、氟化、與其它有機(jī)物聚合等。
[0004]通常情況下，石墨烯中碳-碳化學(xué)鍵很穩(wěn)定，其內(nèi)部難以自然出現(xiàn)缺失的碳原子，因此化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，但其邊緣富含懸鍵、缺鍵或含氧官能團(tuán)，具有反應(yīng)活性，可以與其它有機(jī)分子進(jìn)行聚合。并且因石墨烯氧化物的制備相對(duì)簡(jiǎn)單，因此以石墨烯氧化物作為前驅(qū)體與有機(jī)小分子的反應(yīng)是實(shí)現(xiàn)石墨烯與有機(jī)分子聚合的最常用的手段之一。
[0005]水資源短缺是全球一直面臨的最大挑戰(zhàn)之一，占地球70%以上面積的為無(wú)法直接引用的海水，還剩下的淡水資源中有大量的存在污染，因此海水淡化和污水處理是解決水資源短缺的兩大技術(shù)問(wèn)題。在解決這兩個(gè)問(wèn)題的過(guò)程中，研究人員發(fā)現(xiàn)納米材料能夠提供亞納米級(jí)通道為水分子提供高速的傳輸通道，而同時(shí)阻止大分子的通過(guò)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)海水的快速淡化和污水的快速凈化。
[0006]石墨烯由于其Sp2雜化碳原子的緊密排布形成的蜂巢狀晶體結(jié)構(gòu)而顯示出特別的傳質(zhì)性能，在石墨稀薄膜機(jī)體上可引入納米孔或人工設(shè)計(jì)的堆積結(jié)構(gòu)，形成高通透性的選擇性滲透膜，同時(shí)石墨烯及其復(fù)合材料的多孔結(jié)構(gòu)使其具有更高的吸附速率，而高的比表面積使其具有更大的有效吸附面積，這些特性綜合起來(lái)使石墨烯具有快速、高效地吸附與凈化能力。
[0007]中國(guó)專利申請(qǐng)CN105126764A中公開(kāi)了一種污水處理用石墨烯宏觀體材料，通過(guò)
(I)超聲處理氧化石墨烯水溶液；(2)于反應(yīng)釜中加入氧化石墨烯溶液和石墨烯纖維膜，加熱至恒溫后自然冷卻，冷凍干燥得到了一種空隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，比表面積大，用于污水處理的石墨烯材料，本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，但材料的應(yīng)用性能仍不夠優(yōu)良，且根據(jù)制備方法推測(cè)產(chǎn)品的產(chǎn)率可能較低。
[0008]中國(guó)專利申請(qǐng)CN102992305中公開(kāi)了一種可用作鋰離子電池正、負(fù)極材料，超級(jí)電容器電極材料，催化材料及吸附、水處理材料的石墨烯材料，其通過(guò)使用超聲將氧化石墨均勻分散在水中，其后加入短鏈醇作為還原劑在80?280°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)制得多孔石墨烯水溶膠，再將多孔石墨烯水溶膠經(jīng)真空冷凍干燥得到多孔的固體石墨烯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提出一種具有規(guī)整的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性好、吸附率高、復(fù)合性能優(yōu)異的石墨烯微片，該材料不同于上述已公開(kāi)的專利申請(qǐng)中的石墨烯材料，其由石墨烯基體和其它有機(jī)分子復(fù)合而成，而非完全由石墨烯類材料構(gòu)成，因此具有更優(yōu)異的復(fù)合性能。
[0010]本發(fā)明同時(shí)提出了該石墨烯微片的制備方法。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片包括石墨烯片層結(jié)構(gòu)及連接石墨烯片層間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述石墨烯片層結(jié)構(gòu)包括至少兩層石墨烯，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)由一端接在一個(gè)石墨烯片層結(jié)構(gòu)上、另一端接在相鄰的另一個(gè)石墨烯片層結(jié)構(gòu)上、分子鏈主體間相互連接的有機(jī)分子材料構(gòu)成。
[0012]優(yōu)選的是，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
(1)將石墨剝離為石墨烯微片；
(2)通過(guò)Hummers法或修正Hummers將所述石墨稀微片制備為氧化石墨稀微片；
(3)將氧化石墨烯微片分散于水中，向其中依次加入乙二胺、鄰苯二胺、對(duì)苯二胺、丙烯酰胺、乙烯醇、丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土，于80?110°C下反應(yīng)6?12h，反應(yīng)中保持磁力攪拌；
(4)將完成步驟(3)的混合液體進(jìn)行強(qiáng)力攪拌后離心分離，將輕質(zhì)部分再次過(guò)濾，所得固體為前驅(qū)體；
(5)將所述前驅(qū)體在惰性氣體保護(hù)下與氫氣進(jìn)行還原反應(yīng)，即得到具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片。
[0013]在上述步驟中，步驟(I)所述的剝離主要指機(jī)械剝離，因本發(fā)明主要應(yīng)用石墨烯微片，并不特別需要單層的石墨烯，因此該剝離不必為高精度的、嚴(yán)格的、將石墨剝離為單層的過(guò)程。
[0014]本發(fā)明選擇了先將石墨烯微片進(jìn)行氧化，其目的在于提高石墨烯微片與其它官能團(tuán)接枝的能力，可以理解的是，如果直接應(yīng)用石墨烯，本發(fā)明中的小分子有機(jī)物也可與其進(jìn)行官能化反應(yīng)，不過(guò)反應(yīng)程度可能較小，需要額外的活化劑或僅在石墨烯微片邊緣處產(chǎn)生。
[0015]步驟(2)所述的Hummers法主要過(guò)程為在冰浴下，將石墨烯微片與硝酸鈉加入濃硫酸中，再分次加入高錳酸鉀，控制反應(yīng)溫度不超過(guò)20°C，進(jìn)行反應(yīng)一段時(shí)間，其后升溫、加入去離子水，再加入適量雙氧水，其后熱過(guò)濾，最后使用稀鹽酸和去離子水洗滌、并干燥，得到氧化石墨烯微片。所述的修正Hummers法的過(guò)程主要為:在冰浴下，將石墨烯微片與硝酸鈉加入濃硫酸中，再緩慢加入高錳酸鉀，控制反應(yīng)溫度不超過(guò)10°C，在冰浴條件下攪拌2h后取出，其后在室溫下攪拌反應(yīng)5d，其后使用稀硫酸對(duì)混合液體進(jìn)行稀釋，再加入適量雙氧水，攪拌反應(yīng)2h后離心，最后使用稀硫酸、雙氧水混合溶液及稀鹽酸反復(fù)洗滌、并進(jìn)一步用蒸餾水洗滌，干燥，得到氧化石墨烯微片。
[0016]步驟(3)中首先加入乙二胺是因乙二胺具有活化效果，可以增加氧化石墨烯微片的接枝率，同時(shí)步驟(3)中加入丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土其目的一方面在于使丙烯酸也參與進(jìn)接枝中，另一方面隨著丙烯酸的消耗，其包覆的膨潤(rùn)土暴露在混合液體中，與水接觸后膨潤(rùn)土體積快速膨脹，對(duì)氧化石墨烯微片產(chǎn)生明顯沖擊，因此使氧化石墨烯微片產(chǎn)生由膨潤(rùn)土占位的微孔。
[0017]步驟(4)中的強(qiáng)力攪拌是指的分散效果較強(qiáng)的攪拌，可以為轉(zhuǎn)速大的機(jī)械攪拌，也可為超聲震蕩，其目的在于將膨潤(rùn)土與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯微片進(jìn)行分離。
[0018]步驟(5)的目的在于將氧化石墨烯微片還原為石墨烯微片，因此提高其化學(xué)穩(wěn)定性。
[0019]上述制備方法的一種優(yōu)選實(shí)施方案為:所述氧化石墨烯微片與所述乙二胺的質(zhì)量為6?10:1?3。
[0020]該制備方法的另一種優(yōu)選實(shí)施方案為:所述氧化石墨烯微片與所述鄰苯二胺的質(zhì)量為6?10:1-3，與所述對(duì)苯二胺的質(zhì)量比為6?10:2-5 ο
[0021]該制備方法的另一種優(yōu)選實(shí)施方案為:所述氧化石墨烯微片與所述丙烯酰胺的質(zhì)量為6?10:2~50
[0022]該制備方法的另一種優(yōu)選實(shí)施方案為::所述氧化石墨烯微片與所述乙烯醇的質(zhì)量為6?10:1?3。
[0023]該制備方法的另一種優(yōu)選實(shí)施方案為:所述氧化石墨烯微片與所述丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土的質(zhì)量為6?1:1?3。
[0024]該制備方法的另一種優(yōu)選實(shí)施方案為:所述步驟(5)中所述還原反應(yīng)的溫度為300?500°C，時(shí)間為I?2h。
[0025]該制備方法的另一種優(yōu)選實(shí)施方案為:所述丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土的制備方法為:將膨潤(rùn)土、異丙醇、丙烯酸和過(guò)硫酸銨加入燒瓶中，在攪拌下，于80?90°C恒溫回流加熱I?2h，其后維持?jǐn)嚢?，自然冷卻10?30min，抽濾，即得到所述丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土。
[0026]上述丙稀酸包覆的膨潤(rùn)土的制備方法的進(jìn)一步優(yōu)選為:所述丙稀酸與膨潤(rùn)土的質(zhì)量比為I?3:2?10。
[0027]在使用本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片時(shí)，可將待處理的水通入其上，水分子從石墨烯微片的微孔中通過(guò)，重金屬離子或鹽離子被阻隔在石墨烯微片外，而與石墨烯相連的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子材料具有較強(qiáng)的水吸收功能，可以加快水分子從石墨烯微片的微孔中通過(guò)的速率，同時(shí)這些網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子內(nèi)部也具有微孔結(jié)構(gòu)，可同時(shí)進(jìn)行過(guò)濾與吸附，增強(qiáng)凈水能力，此外，這些網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子分布在多個(gè)石墨烯片層結(jié)構(gòu)間，待處理水在其中通過(guò)時(shí)，相當(dāng)于進(jìn)行了多重的過(guò)濾與吸附，可得到潔凈度非常高的淡水。
[0028]本發(fā)明通過(guò)在石墨烯微片中加入接枝官能團(tuán)，并在接枝的過(guò)程中于石墨烯微片中產(chǎn)生微孔的方法得到了一種具有規(guī)整的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性好、吸附率高、復(fù)合性能優(yōu)異的石墨烯微片，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)石墨烯微片具有超強(qiáng)的吸附性，適合用于重金屬吸附、污水處理、油污收集、海水淡化、飲用水凈化，并可以在較寬的溫度范圍、較寬的pH值范圍、較廣泛的離子成分下進(jìn)行使用。
【具體實(shí)施方式】
[0029]實(shí)施例1:
(I)將1g石墨使用微型擠出機(jī)剝離為石墨烯微片;測(cè)試發(fā)現(xiàn)石墨烯微片基本為5層以上的石墨稀構(gòu)成； (2 )通過(guò)Hummer s法將石墨稀微片制備為氧化石墨稀微片，得到氧化石墨稀微片16g ；
(3)將2g膨潤(rùn)土、1g異丙醇、Ig丙烯酸和0.1g過(guò)硫酸銨加入燒瓶中，在攪拌下，于80°C恒溫回流加熱2h，其后維持?jǐn)嚢?，自然冷卻lOmin，抽濾，即得到丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土；
(4)將氧化石墨稀微片分散于50g水中，向其中依次加入Ig乙二胺、Ig鄰苯二胺、5g對(duì)苯二胺、5g丙烯酰胺、Ig乙烯醇、Ig丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土，于80°C下反應(yīng)12h，反應(yīng)中保持磁力攪拌；
(5)將完成步驟(3)的混合液體使用頻率為20kHz的超聲震蕩30min后離心分離，重質(zhì)部分為膨潤(rùn)土，輕質(zhì)部分為含有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯微片的混合液體，將輕質(zhì)部分再次過(guò)濾，所得固體即為前驅(qū)體；
(6)將所述前驅(qū)體在惰性氣體保護(hù)下與氫氣在300°C下反應(yīng)2h，即得到具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片。
[0030]實(shí)施例2
(I)將1g石墨使用微型擠出機(jī)剝離為石墨烯微片;測(cè)試發(fā)現(xiàn)石墨烯微片基本為5層以上的石墨稀構(gòu)成；
(2 )通過(guò)Hrnnmer s法將石墨稀微片制備為氧化石墨稀微片，得到氧化石墨稀微片15g;
(3)將2.5g膨潤(rùn)土、1g異丙醇、Ig丙稀酸和0.1g過(guò)硫酸錢加入燒瓶中，在攪拌下，于90°C恒溫回流加熱lh，其后維持?jǐn)嚢?，自然冷卻30min，抽濾，即得到丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土；
(4)將氧化石墨稀微片分散于70g水中，向其中依次加入2g乙二胺、2g鄰苯二胺、3g對(duì)苯二胺、3g丙烯酰胺、2g乙烯醇、2g丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土，于110°C下反應(yīng)6h，反應(yīng)中保持磁力攪拌；
(5)將完成步驟(3)的混合液體使用頻率為30kHz的超聲震蕩20min后離心分離，重質(zhì)部分為膨潤(rùn)土，輕質(zhì)部分為含有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯微片的混合液體，將輕質(zhì)部分再次過(guò)濾，所得固體即為前驅(qū)體；
(6)將所述前驅(qū)體在惰性氣體保護(hù)下與氫氣在500°C下反應(yīng)lh，即得到具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片。
[0031]實(shí)施例3
(I)將1g石墨使用微型擠出機(jī)剝離為石墨烯微片;測(cè)試發(fā)現(xiàn)石墨烯微片基本為5層以上的石墨稀構(gòu)成；
(2 )通過(guò)Hrnnmer s法將石墨稀微片制備為氧化石墨稀微片，得到氧化石墨稀微片15g;
(3)將3g膨潤(rùn)土、15g異丙醇、Ig丙稀酸和0.15g過(guò)硫酸錢加入燒瓶中，在攪拌下，于80°C恒溫回流加熱1.5h，其后維持?jǐn)嚢?，自然冷卻20min，抽濾，即得到丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土；
(4)將氧化石墨稀微片分散于10g水中，向其中依次加入3g乙二胺、3g鄰苯二胺、5g對(duì)苯二胺、5g丙烯酰胺、3g乙烯醇、3g丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土，于100°C下反應(yīng)8h，反應(yīng)中保持磁力攪拌；
(5)將完成步驟(3)的混合液體使用頻率為40kHz的超聲震蕩30min后離心分離，重質(zhì)部分為膨潤(rùn)土，輕質(zhì)部分為含有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯微片的混合液體，將輕質(zhì)部分再次過(guò)濾，所得固體即為前驅(qū)體；
(6)將所述前驅(qū)體在惰性氣體保護(hù)下與氫氣在400°C下反應(yīng)2h，即得到具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片。
[0032]實(shí)施例4
(1)將1g石墨使用微型擠出機(jī)剝離為石墨烯微片;測(cè)試發(fā)現(xiàn)石墨烯微片基本為5層以上的石墨稀構(gòu)成；
(2)通過(guò)修正Hummers法將石墨稀微片制備為氧化石墨稀微片，得到氧化石墨稀微片
17g；
(3)將Ig膨潤(rùn)土、15g異丙醇、1.5g丙稀酸和0.1g過(guò)硫酸錢加入燒瓶中，在攪拌下，于85°C恒溫回流加熱1.5h，其后維持?jǐn)嚢?，自然冷卻20min，抽濾，即得到丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土；
(4)將氧化石墨稀微片分散于70g水中，向其中依次加入1.7g乙二胺、1.7g鄰苯二胺、3g對(duì)苯二胺、3g丙烯酰胺、1.7g乙烯醇、1.7g丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土，于100 °C下反應(yīng)10h，反應(yīng)中保持磁力攪拌；
(5)將完成步驟(3)的混合液體使用頻率為20kHz的超聲震蕩20min后離心分離，重質(zhì)部分為膨潤(rùn)土，輕質(zhì)部分為含有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯微片的混合液體，將輕質(zhì)部分再次過(guò)濾，所得固體即為前驅(qū)體；
(6)將所述前驅(qū)體在惰性氣體保護(hù)下與氫氣在400°C下反應(yīng)1.5h，即得到具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片。
[0033]實(shí)施例5
(1)將1g石墨使用微型擠出機(jī)剝離為石墨烯微片;測(cè)試發(fā)現(xiàn)石墨烯微片基本為5層以上的石墨稀構(gòu)成；
(2)通過(guò)修正Hummers法將石墨稀微片制備為氧化石墨稀微片，得到氧化石墨稀微片
18g；
(3)將3g膨潤(rùn)土、15g異丙醇、2g丙烯酸和0.2g過(guò)硫酸銨加入燒瓶中，在攪拌下，于90°C恒溫回流加熱1.5h，其后維持?jǐn)嚢?，自然冷卻30min，抽濾，即得到丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土；
(4)將氧化石墨稀微片分散于80g水中，向其中依次加入3g乙二胺、2g鄰苯二胺、2g對(duì)苯二胺、3g丙烯酰胺、2g乙烯醇、2g丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土，于80°C下反應(yīng)12h，反應(yīng)中保持磁力攪拌；
(5)將完成步驟(3)的混合液體使用頻率為30kHz的超聲震蕩1min后離心分離，重質(zhì)部分為膨潤(rùn)土，輕質(zhì)部分為含有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯微片的混合液體，將輕質(zhì)部分再次過(guò)濾，所得固體即為前驅(qū)體；
(6)將所述前驅(qū)體在惰性氣體保護(hù)下與氫氣在500°C下反應(yīng)1.5h，即得到具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片。
[0034]實(shí)施例6
(1)將1g石墨使用微型擠出機(jī)剝離為石墨烯微片;測(cè)試發(fā)現(xiàn)石墨烯微片基本為5層以上的石墨稀構(gòu)成；
(2)通過(guò)修正Hummers法將石墨稀微片制備為氧化石墨稀微片，得到氧化石墨稀微片
16g；
(3)將3g膨潤(rùn)土、15g異丙醇、2g丙稀酸和0.15g過(guò)硫酸錢加入燒瓶中，在攪拌下，于80°C恒溫回流加熱lh，其后維持?jǐn)嚢?，自然冷卻lOmin，抽濾，即得到丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土；
(4)將氧化石墨稀微片分散于10g水中，向其中依次加入2g乙二胺、1.7g鄰苯二胺、3g對(duì)苯二胺、2g丙烯酰胺、1.7g乙烯醇、2g丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土，于110°C下反應(yīng)10h，反應(yīng)中保持磁力攪拌；
(5)將完成步驟(3)的混合液體使用頻率為40kHz的超聲震蕩15min后離心分離，重質(zhì)部分為膨潤(rùn)土，輕質(zhì)部分為含有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯微片的混合液體，將輕質(zhì)部分再次過(guò)濾，所得固體即為前驅(qū)體；
(6)將所述前驅(qū)體在惰性氣體保護(hù)下與氫氣在500°C下反應(yīng)2h，即得到具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片。
[0035]盡管這里參照本發(fā)明的解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，上述實(shí)施例僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開(kāi)的原則范圍和精神之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片，其特征在于:所述石墨烯微片包括石墨烯片層結(jié)構(gòu)及連接石墨烯片層間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述石墨烯片層結(jié)構(gòu)包括至少兩層石墨烯，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)由一端接在一個(gè)石墨烯片層結(jié)構(gòu)上、另一端接在相鄰的另一個(gè)石墨烯片層結(jié)構(gòu)上、分子鏈主體間相互連接的有機(jī)分子材料構(gòu)成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片，其特征是所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片由如下制備方法制備而得: 將石墨剝離為石墨烯微片； 通過(guò)Hmnmers法或修正Hmnmers將所述石墨稀微片制備為氧化石墨稀微片； 將氧化石墨烯微片分散于水中，向其中依次加入乙二胺、鄰苯二胺、對(duì)苯二胺、丙烯酰胺、乙烯醇、丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土，于80?110°C下反應(yīng)6?12h，反應(yīng)中保持磁力攪拌； 將完成步驟(3)的混合液體進(jìn)行強(qiáng)力攪拌后離心分離，將輕質(zhì)部分再次過(guò)濾，所得固體為前驅(qū)體； 將所述前驅(qū)體在惰性氣體保護(hù)下與氫氣進(jìn)行還原反應(yīng)，即得到具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片，其特征在于:所述氧化石墨烯微片與所述乙二胺的質(zhì)量為6?10:1?3。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片，其特征在于:所述氧化石墨烯微片與所述鄰苯二胺的質(zhì)量為6?10:1-3，與所述對(duì)苯二胺的質(zhì)量比為6?10:2-5 ο5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片，其特征在于:所述氧化石墨烯微片與所述丙烯酰胺的質(zhì)量為6?10:2?5。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片，其特征在于:所述氧化石墨烯微片與所述乙烯醇的質(zhì)量為6?10:1?3。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片，其特征在于:所述氧化石墨烯微片與所述丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土的質(zhì)量為6?1:1?3。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片，其特征在于:所述丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土的制備方法為:將膨潤(rùn)土、異丙醇、丙烯酸和過(guò)硫酸銨加入燒瓶中，在攪拌下，于80?90°C恒溫回流加熱I?2h，其后維持?jǐn)嚢瑁匀焕鋮s10~30min，抽濾，即得到所述丙烯酸包覆的膨潤(rùn)土。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片，其特征在于:所述丙烯酸與膨潤(rùn)土的質(zhì)量比為I?3:2?10。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯微片，其特征在于:步驟(5)中所述還原反應(yīng)的溫度為300?500°C，時(shí)間為I?2h。
【文檔編號(hào)】C02F1/28GK106044920SQ201610372745
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】陳慶, 曾軍堂, 葉任海, 陳兵
【申請(qǐng)人】成都新柯力化工科技有限公司