氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法
【專利摘要】本發(fā)明氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法，涉及氧化石墨烯的制備，將用氧化還原法制得的氧化石墨利用不同尺寸大小的氧化石墨烯在溶劑中的分散性的不同，分離得到不同尺寸大小的氧化石墨烯為：沉淀B-GOSs1為尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物、尺寸為15um＜GOSs2的尺寸≦25um的氧化石墨烯產(chǎn)物、尺寸為5um＜GOSs3的尺寸≦15um的氧化石墨烯產(chǎn)物和沉淀F-GOSs4尺寸≦5um的氧化石墨烯產(chǎn)物，克服了現(xiàn)有的各種氧化還原法制得的氧化石墨烯產(chǎn)物的尺寸大小完全混雜，無分布規(guī)律的缺陷。
【專利說明】氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的技術方案涉及氧化石墨烯的制備，具體地說是氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法。
【背景技術】
[0002]石墨烯是近十年發(fā)展起來的一種單原子層呈二維網(wǎng)狀結構的透明材料，其導電性、導熱性、透光性好，機械強度好于現(xiàn)有的其他材料，被預為制作天梯的最佳材料。從2004年首次從實驗得到石墨烯片層以來，其在生物、醫(yī)學、光電材料、半導體和導體方面的應用得到了前所未有的發(fā)展，由于石墨烯存在著優(yōu)異的性能，因此被人預為21世紀最重要的新型材料。目前，制備石墨烯的方法有機械剝離法、氣相沉積法、外延生長法和氧化還原法。在這些方法中，氧化還原法具有制備過程簡單和生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢，被認為是最適合工業(yè)化生產(chǎn)的方法?，F(xiàn)有的制備石墨烯的氧化還原法主要包括Hummers法、Brodie法和Standenmaier法。然而,現(xiàn)有的各種制備石墨烯的氧化還原法都存在一個共同的缺點,那就是即便采用同樣的工藝流程和同樣的工藝條件制得的石墨烯產(chǎn)物的尺寸大小完全混雜，無分布規(guī)律，這大大降低了最終石墨烯產(chǎn)品的應用價值。因此，如何實現(xiàn)控制石墨烯的尺寸大小，即如何實現(xiàn)將不同尺寸大小的石墨烯分離開來使其尺寸大小有規(guī)律地均勻分布，已經(jīng)成為實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)石墨烯的關鍵所在。氧化還原法中，石墨烯的尺寸由其派生物氧化石墨烯決定，因此，只需要找一種方法實現(xiàn)對氧化石墨烯的尺寸的控制就能控制石墨烯的尺寸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法，是利用不同尺寸大小的氧化石墨烯在溶劑中的分散性的不同來實現(xiàn)分離不同尺寸大小的氧化石墨烯，使其尺寸大小有規(guī)律的均勻分布，克服了現(xiàn)有的各種氧化還原法制得的氧化石墨烯產(chǎn)物的尺寸大小完全混雜，無分布規(guī)律的缺陷。
[0004]本發(fā)明解決該技術問題所采用的技術方案是:氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法，步驟如下:
[0005]第一步，氧化還原法制備氧化石墨:
[0006]用現(xiàn)有的制備石墨烯的氧化還原法制備氧化石墨，最終得到的氧化石墨產(chǎn)物置于50°C烘箱中干燥24h;
[0007]第二步，尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯的制備:
[0008]稱取0.1g的由第一步制得的氧化石墨產(chǎn)物置于250mL燒瓶中，加入150mL的溶劑，將燒瓶置于120Hz的超聲清洗機中超聲lh，除去溶劑，得到的沉淀為CG0，為未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀；
[0009]第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分離:
[0010](I)將第二步制得的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀與加入150mL溶劑形成的分散液在燒瓶中靜置2_6h ；
[0011](2)通過緩慢傾倒出上層分散液A，得到氧化石墨烯沉淀A ;
[0012](3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的溶劑，劇烈振蕩，使氧化石墨烯沉淀A重新均勻分散于溶劑中，靜置一段時間，分離上層分散液，得到沉淀，這樣重復操作5次，得到上層分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSsl，氧化石墨烯氧化石墨烯沉淀B-GOSsl為尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0013](4)對得到的分散液B靜置12h，得到沉淀，用溶劑分散，靜置，洗滌其四次，得到氧化石墨烯沉淀C-G0Ss2,是尺寸為15um < G0Ss2的尺寸蘭25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0014](5)取分散液A，以500-2000rmp的速度離心10min，得到上層分散液C和氧化石墨烯沉淀D ；
[0015](6)取氧化石墨烯沉淀D，用溶劑洗滌，離心三次，得到氧化石墨烯沉淀E_G0Ss3，是尺寸為5um < G0Ss3的尺寸寫15um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0016](7)取分散液C，除去溶劑，得到氧化石墨烯沉淀F_G0Ss4，為尺寸=5um的氧化石
墨烯產(chǎn)物。
[0017]上述氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法，所述制備石墨烯的氧化還原法是Hummers法、Brodie法或Standenmaier法。
[0018]上述氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法，所述制備石墨烯的氧化還原法，除Hummers法、Brodie法或Standenmaier法之外,還可以選用其他的制備石墨烯的氧化還原法。
[0019]上述氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法，所述溶劑為乙醇、甲醇、異丙醇或四氫呋喃等中的一種或2~3種的任意體積比的混合液。
[0020]上述氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法，所用物料的量可以按等比例增加或減少。
[0021]上述氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法，所用的原料、試劑和設備均通過商購獲得，所涉及的操作方法是本【技術領域】的技術人員能夠掌握的。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明方法突出的實質性特點是首次利用不同尺寸大小的氧化石墨烯在溶劑中的分散性的不同來實現(xiàn)分離不同尺寸大小的氧化石墨烯，使其尺寸大小有規(guī)律的均勻分布。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明方法的顯著進步如下:
[0024](I)利用本發(fā)明方法得到的有規(guī)律的均勻分布尺寸大小的氧化石墨烯能夠實現(xiàn)更好地制備均勻的石墨烯，為解決大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)均勻的石墨烯提供了一個意想不到的方法。
[0025](2)本發(fā)明方法得到四個不同尺寸大小范圍均勻分布的氧化石墨烯產(chǎn)物，可以滿足制備不同規(guī)格石墨烯的要求。
[0026](3)本發(fā)明方法簡單、低耗、環(huán)保、操作方便和對設備要求低，有利于工業(yè)化生產(chǎn)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0027]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0028]圖1為實施例1得到的未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀cGO的光學顯微鏡照片。
[0029]圖2為實施例1分離得到的沉淀B-GOSsl的尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片
[0030]圖3為實施例1分離得到的沉淀C-G0Ss2的尺寸為15um < G0Ss2的尺寸含25um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片
[0031]圖4為實施例1分離得到的沉淀E-G0Ss3的尺寸為5um < G0Ss3的尺寸含15um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片。
[0032]圖5為實施例1分離得到的沉淀F_G0Ss4的尺寸含5um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片。
[0033]圖6為實施例2得到的未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀cGO的光學顯微鏡照片。
[0034]圖7為實施例2分離得到的沉淀B-GOSsl的尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片
[0035]圖8為實施例2分離得到 的沉淀C-G0Ss2的尺寸為15um < G0Ss2的尺寸含25um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片
[0036]圖9為實施例2分離得到的沉淀E-G0Ss3的尺寸為5um < G0Ss3的尺寸含15um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片。
[0037]圖10為實施例2分離得到的沉淀F_G0Ss4的尺寸含5um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片。
[0038]圖11為實施例3得到的未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀cGO的光學顯微鏡照片。
[0039]圖12為實施例3分離得到的沉淀B-GOSsl的尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片
[0040]圖13為實施例3分離得到的沉淀C-G0Ss2的尺寸為15um < G0Ss2的尺寸含25um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片
[0041]圖14為實施例3分離得到的沉淀E-G0Ss3的尺寸為5um < G0Ss3的尺寸含15um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片。
[0042]圖15為實施例3分離得到的沉淀F_G0Ss4的尺寸含5um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片。
[0043]圖16為實施例4得到的未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀cGO的光學顯微鏡照片。
[0044]圖17為實施例4分離得到的沉淀B-GOSsl的尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片
[0045]圖18為實施例4分離得到的沉淀C-G0Ss2的尺寸為15um < G0Ss2的尺寸含25um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片
[0046]圖19為實施例4分離得到的沉淀E-G0Ss3的尺寸為5um < G0Ss3的尺寸含15um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片。
[0047]圖20為實施例4分離得到的沉淀F_G0Ss4的尺寸含5um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片。[0048]圖21為實施例5得到的未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀cGO的光學顯微鏡照片。
[0049]圖22為實施例5分離得到的沉淀B-GOSsl的尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片
[0050]圖23為實施例5分離得到的沉淀C-G0Ss2的尺寸為15um < G0Ss2的尺寸含25um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片
[0051]圖24為實施例5分離得到的沉淀E-G0Ss3的尺寸為5um < G0Ss3的尺寸含15um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片。
[0052]圖25為實施例5分離得到的沉淀F_G0Ss4的尺寸含5um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片。
[0053]圖26為實施例6得到的未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀cGO的光學顯微鏡照片。
[0054]圖27為實施例6分離得到的沉淀B-GOSsl的尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片
[0055]圖28為實施例6分離得到的沉淀C-G0Ss2的尺寸為15um < G0Ss2的尺寸含25um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片
[0056]圖29為實施例6分離得到的沉淀E-G0Ss3的尺寸為5um < G0Ss3的尺寸含15um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片。
[0057]圖30為實施例6分離得到的沉淀F_G0Ss4的尺寸含5um的氧化石墨烯產(chǎn)物的光學顯微鏡照片。
【具體實施方式】
[0058]實施例1
[0059]第一步,用氧化還原法中的改進的Hummers法制備氧化石墨:
[0060]稱取Ig鱗片石墨和0.5g硝酸鈉置于250mL的圓底燒瓶中，量取重量百分比濃度為98%的濃硫酸23mL加入到該圓底燒瓶中，加入磁子，將該圓底燒瓶置于冰水浴中，攪拌30min，稱取3g高錳酸鉀加入到反應器中，繼續(xù)攪拌lh，反應完成之后，將該反應器轉入到35°C的水浴鍋中，繼續(xù)攪拌30min，量取50mL的蒸餾水加入該圓底燒瓶中，然后將該圓底燒瓶轉入到98°C的油浴中，繼續(xù)攪拌15min，依次加入蒸餾水140mL和質量分數(shù)為30%的H2O2IOmL,在反應體系最終成亮黃色之后，離心，再依次用質量分數(shù)為5% HCl的鹽酸500mL和蒸餾水洗滌至溶液成中性，最終的氧化石墨產(chǎn)物置于50°C烘箱中干燥24h ；
[0061]第二步，尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯的制備:
[0062]稱取0.1g的由第一步制得的氧化石墨產(chǎn)物置于250mL燒瓶中，加入150mL的乙醇，將燒瓶置于120Hz的超聲清洗機中超聲lh，除去溶劑，得到的沉淀為cGO，其光學顯微鏡照片如圖1所示，為未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀；
[0063]第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分離:
[0064](I)將第二步制得的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀與加入150mL溶劑形成的分散液在燒瓶中靜置5.5h ；
[0065](2)通過緩慢傾倒出上層分散液A，得到的氧化石墨烯沉淀A ；[0066](3)取氧化石墨烯沉淀A,重新加入20mL的乙醇,劇烈振蕩，使氧化石墨烯沉淀A重新均勻分散于乙醇中，靜置一段時間，分離上層分散液，得到沉淀，這樣重復操作5次，得到上層分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSsl，其光學顯微鏡照片如圖2所示，氧化石墨烯氧化石墨烯沉淀B-GOSsl為尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0067](4)對得到的分散液B靜置12h，得到沉淀，分別用20mL的乙醇分散，靜置，洗滌其四次，得到氧化石墨烯沉淀C-G0Ss2，其光學顯微鏡照片如圖3所示，是尺寸為15um
<G0Ss2的尺寸蘭25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0068](5)取分散液A，以2000rmp的速度離心10min，得到上層分散液C和氧化石墨烯沉淀D ；
[0069](6)取氧化石墨烯沉淀D，用乙醇洗滌，離心三次，得到氧化石墨烯沉淀E_G0Ss3，其光學顯微鏡照片如圖4所示，是尺寸為5um < G0Ss3的尺寸=15um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0070](7)取分散液C，除去乙醇，得到氧化石墨烯沉淀F_G0Ss4，其光學顯微鏡照片如圖5所示,是尺寸=5um的氧化石墨烯產(chǎn)物。
[0071]實施例2
[0072]第一步，用氧化還原法中的改進的Hummers法制備氧化石墨: [0073]同實施例1 ;
[0074]第二步，尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯的制備:
[0075]稱取0.1g的由第一步制得的氧化石墨產(chǎn)物置于250mL燒瓶中，加入150mL的乙醇，將燒瓶置于120Hz的超聲清洗機中超聲lh，除去溶劑，得到的沉淀為cGO，其光學顯微鏡照片如圖6所示，為未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀；
[0076]第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分離:
[0077](I)將第二步制得的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀與加入150mL溶劑形成的分散液在燒瓶中靜置3h ；
[0078](2)通過緩慢傾倒出上層分散液A，得到氧化石墨烯沉淀A ；
[0079](3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的四氫呋喃與甲醇任意體積比的混合液，劇烈振蕩，使氧化石墨烯沉淀A重新均勻分散于四氫呋喃與甲醇任意體積比的混合液中，靜置一段時間，分離上層分散液，得到沉淀，這樣重復操作5次，得到上層分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSsl，其光學顯微鏡照片如圖7所示，氧化石墨烯氧化石墨烯沉淀B-GOSsl為尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0080](4)對得到的分散液B靜置12h，得到沉淀，分別用20mL的四氫呋喃與甲醇任意體積比的混合液分散，靜置，洗滌其四次，得到氧化石墨烯沉淀C-G0Ss2，其光學顯微鏡照片如圖8所示，是尺寸為15um < G0Ss2的尺寸=25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0081](5)取分散液A，以1000rmp的速度離心10min，得到上層分散液C和氧化石墨烯沉淀D ；
[0082](6)取氧化石墨烯沉淀D，用四氫呋喃與甲醇任意體積比的混合液洗滌，離心三次，得到氧化石墨烯沉淀E-G0Ss3，其光學顯微鏡照片如圖9所示，是尺寸為5um < G0Ss3的尺寸f 15um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0083](7)取分散液C，除去四氫呋喃與甲醇任意體積比的混合液，得到氧化石墨烯沉淀F-G0Ss4，其光學顯微鏡照片如圖10所示，為尺寸=5um的氧化石墨烯產(chǎn)物。[0084]實施例3
[0085] 第一步,用氧化還原法中的改進的Hummers法制備氧化石墨:
[0086]同實施例1 ;
[0087]第二步，尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯的制備:
[0088]稱取0.1g的由第一步制得的氧化石墨產(chǎn)物置于250mL燒瓶中，加入150mL的乙醇、甲醇和異丙醇任意體積比的混合液，將燒瓶置于120Hz的超聲清洗機中超聲lh，除去溶劑，得到的沉淀為cGO，其光學顯微鏡照片如圖11所示，為未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)
律的氧化石墨烯沉淀；
[0089]第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分離:
[0090](I)將第二步制得的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀與加入150mL溶劑形成的分散液在燒瓶中靜置4h ；
[0091](2)通過緩慢傾倒出上層分散液A，得到氧化石墨烯沉淀A ;
[0092](3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的乙醇、甲醇和異丙醇任意體積比的混合液，劇烈振蕩，使氧化石墨烯沉淀A重新均勻分散于乙醇、甲醇和異丙醇任意體積比的混合液中，靜置一段時間，分離上層分散液，得到沉淀，這樣重復操作5次，得到上層分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSsl，其光學顯微鏡照片如圖12所示，氧化石墨烯氧化石墨烯沉淀B-GOSsl為尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0093](4)對得到的分散液B靜置12h，得到沉淀，分別用20mL的乙醇、甲醇和異丙醇任意體積比的混合液分散，靜置，洗滌其四次，得到沉淀C-G0Ss2氧化石墨烯，其光學顯微鏡照片如圖13所示，是尺寸為15um < G0Ss2的尺寸蘭25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0094](5)取分散液A，以1500rmp的速度離心10min，得到上層分散液C和氧化石墨烯沉淀D ；
[0095](6)取氧化石墨烯沉淀D，用乙醇、甲醇和異丙醇任意體積比的混合液洗滌，離心三次，得到氧化石墨烯沉淀E-G0Ss3，其光學顯微鏡照片如圖14所示，是尺寸為5um
<G0Ss3的尺寸蘭15um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0096](7)取分散液C，除去乙醇，得到氧化石墨烯沉淀F_G0Ss4，其光學顯微鏡照片如圖15所示，為尺寸=5um的氧化石墨烯產(chǎn)物。
[0097]實施例4
[0098]第一步,用氧化還原法中的Standenmaier法制備氧化石墨:
[0099]量取17.5mL濃硫酸和9mL濃硝酸于250mL的燒瓶中，攪拌15min ;稱取Ig的石墨緩慢加入到燒瓶中；攪勻后，加入Ilg的氯酸鉀，反應96h ;用800mL的蒸餾水洗滌，再用5%的稀鹽酸洗滌，最后用蒸餾水洗滌至中性；最終的氧化石墨產(chǎn)物置于50°C的烘箱中干燥 24h ；
[0100]第二步，尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯的制備:
[0101]稱取0.1g的由第一步制得的氧化石墨產(chǎn)物置于250mL燒瓶中，加入150mL的四氫呋喃，將燒瓶置于120Hz的超聲清洗機中超聲lh，除去溶劑，得到的沉淀為cGO，其光學顯微鏡照片如圖16所示，為未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀；
[0102]第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分離:
[0103](I)將第二步制得的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀與加入150mL溶劑形成的分散液在燒瓶中靜置2h ；
[0104](2)通過緩慢傾倒出上層分散液A，得到氧化石墨烯沉淀A ；
[0105](3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的四氫呋喃，劇烈振蕩，使氧化石墨烯沉淀A重新均勻分散于四氫呋喃中，靜置一段時間，分離上層分散液，得到沉淀，這樣重復操作5次，得到上層分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSsl，其光學顯微鏡照片如圖17所示，氧化石墨烯沉淀B-GOSsl為尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0106](4)對得到的分散液B靜置12h，得到沉淀，分別用20mL的四氫呋喃分散，靜置，洗滌其四次，得到氧化石墨烯沉淀C-G0Ss2，其光學顯微鏡照片如圖18所示，是尺寸為15um
<G0Ss2的尺寸蘭25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0107](5)取分散液A，以500rmp的速度離心10min，得到上層分散液C和氧化石墨烯沉淀D ;
[0108](6)取氧化石墨烯沉淀D，用四氫呋喃洗滌，離心三次，得到氧化石墨烯沉淀E-G0Ss3，其光學顯微鏡照片如圖19所示，是尺寸為5um < G0Ss3的尺寸蘭15um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0109](7)取分散液C，除去四氫呋喃，得到氧化石墨烯沉淀F_G0Ss4，其光學顯微鏡照片如圖20所示，為尺寸f 5um的氧化石墨烯產(chǎn)物。
[0110]實施例5
[0111]第一步，用氧化還原法中的Brodie法制備氧化石墨:
[0112]稱取2g的石墨粉加入到3mL含有3gK2S208和3gP205的濃硫酸中，在80°C下加熱6h，后冷卻至室溫，用蒸餾水稀釋，洗滌至中性，干燥，得到預氧化的氧化石墨，稱取所得到的預氧化石墨Ig加入到46mL的濃硫酸中，冰水浴條件下，加入3g高錳酸鉀，在35°C條件下，反應2h。反應之后加入46mL蒸餾水，后緩慢再加入280mL的蒸餾水和5mL30 %的雙氧水，趁熱離心，最后用500mL的5%的稀鹽酸和大量的蒸餾水洗滌至中性，最終得到的氧化石墨產(chǎn)物置于50°C烘箱中干燥24h;
[0113]第二步，尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯的制備:
[0114]稱取0.1g的由第一步制得的氧化石墨產(chǎn)物置于250mL燒瓶中，加入150mL的甲醇，將燒瓶置于120Hz的超聲清洗機中超聲lh，除去溶劑，得到的沉淀為cGO，其光學顯微鏡照片如圖21所示，為未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀；
[0115]第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分離:
[0116](I)將第二步制得的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀與加入150mL溶劑形成的分散液在燒瓶中靜置6h ；
[0117](2)通過緩慢傾倒出上層分散液A，得氧化石墨烯沉淀A ;
[0118](3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的甲醇，劇烈振蕩，使氧化石墨烯沉淀A重新均勻分散于甲醇中，靜置一段時間，分離上層分散液，得到沉淀，這樣重復操作5次，得到上層分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSsI，其光學顯微鏡照片如圖22所示，氧化石墨烯沉淀B-GOSsl為尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0119](4)對得到的分散液B靜置12h，得到沉淀，分別用20mL的甲醇分散，靜置，洗滌其四次，得到沉淀C-G0Ss2氧化石墨烯，其光學顯微鏡照片如圖23所示，是尺寸為15um
<G0Ss2的尺寸蘭25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；[0120](5)取分散液A，以2000rmp的速度離心10min，得到上層分散液C和氧化石墨烯沉淀D ；
[0121](6)取氧化石墨烯沉淀D，用甲醇洗滌，離心三次，得到氧化石墨烯沉淀E_G0Ss3，其光學顯微鏡照片如圖24所示，是尺寸為5um < G0Ss3的尺寸=15um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0122](7)取分散液C，除去甲醇，得到氧化石墨烯沉淀F_G0Ss4，其光學顯微鏡照片如圖25所示，為尺寸=5um的氧化石墨烯產(chǎn)物。
[0123]實施例6
[0124]第一步，用氧化還原法中的Brodie法制備氧化石墨:
[0125]同實施例5;
[0126]第二步，尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯的制備:
[0127]稱取0.1g的由第一步制得的氧化石墨產(chǎn)物置于250mL燒瓶中，加入150mL的異丙醇，將燒瓶置于120Hz的超聲清洗機中超聲lh，除去溶劑，得到的沉淀為cGO，其光學顯微鏡照片如圖26所示，為未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀；
[0128]第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分離:
[0129](I)將第二步制得的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀與加入150mL的異丙醇形成的分散 液在燒瓶中靜置6h ；
[0130](2)通過緩慢傾倒出上層分散液A，得到氧化石墨烯沉淀A ;
[0131](3)取氧化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的異丙醇，劇烈振蕩，使氧化石墨烯沉淀A重新均勻分散于異丙醇中，靜置一段時間，分離上層分散液，得到沉淀，這樣重復操作5次，得到上層分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSsl，其光學顯微鏡照片如圖27所示，氧化石墨烯沉淀B-GOSsl為尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0132](4)對得到的分散液B靜置12h，得到沉淀，分別用20mL的異丙醇分散，靜置，洗滌其四次，得到沉淀C-G0Ss2氧化石墨烯，其光學顯微鏡照片如圖28所示，是尺寸為15um
<G0Ss2的尺寸蘭25um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0133](5)取分散液A，以2000rmp的速度離心10min，得到上層分散液C和氧化石墨烯沉淀D ；
[0134](6)取氧化石墨烯沉淀D，用異丙醇洗滌，離心三次，得到氧化石墨烯沉淀E-G0Ss3，其光學顯微鏡照片如圖29所示，是尺寸為5um < G0Ss3的尺寸蘭15um的氧化石墨烯產(chǎn)物；
[0135](7)取分散液C，除去異丙醇，得到氧化石墨烯沉淀F_G0Ss4，其光學顯微鏡照片如圖30所示，為尺寸f 5um的氧化石墨烯產(chǎn)物。
[0136]上述實施例中所用的原料、試劑和設備均通過商購獲得，所涉及的操作方法是本【技術領域】的技術人員能夠掌握的。
【權利要求】
1.氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法，其特征在于步驟如下: 第一步，氧化還原法制備氧化石墨: 用現(xiàn)有的制備石墨烯的氧化還原法制備氧化石墨，最終得到的氧化石墨產(chǎn)物置于50°c烘箱中干燥24h ； 第二步，尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯的制備: 稱取0.1g的由第一步制得的氧化石墨產(chǎn)物置于250mL燒瓶中，加入150mL的溶劑，將燒瓶置于120Hz的超聲清洗機中超聲lh，除去溶劑，得到的沉淀為cGO，為未分離的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀； 第三步，不同尺寸大小氧化石墨烯的分離: (1)將第二步制得的尺寸大小混雜無分布規(guī)律的氧化石墨烯沉淀與加入150mL溶劑形成的分散液在燒瓶中靜置2_6h ； (2)通過緩慢傾倒出上層分散液A，得到氧化石墨烯沉淀A； (3)取氧 化石墨烯沉淀A，重新加入20mL的溶劑，劇烈振蕩，使氧化石墨烯沉淀A重新均勻分散于溶劑中，靜置一段時間，分離上層分散液，得到沉淀，這樣重復操作5次，得到上層分散液B和氧化石墨烯沉淀B-GOSsl，氧化石墨烯沉淀B-GOSsl為尺寸大于25um的氧化石墨烯產(chǎn)物； (4)對得到的分散液B靜置12h，得到沉淀，用溶劑分散，靜置，洗滌其四次，得到氧化石墨烯沉淀C-G0Ss2，是尺寸為15um < G0Ss2的尺寸蘭25um的氧化石墨烯產(chǎn)物； (5)取分散液A，以500-2000rmp的速度離心10min，得到上層分散液C和氧化石墨烯沉淀D ； (6)取氧化石墨烯沉淀D，用溶劑洗滌，離心三次，得到氧化石墨烯沉淀E-G0Ss3，是尺寸為5um < G0Ss3的尺寸蘭15um的氧化石墨烯產(chǎn)物； (7)取分散液C，除去溶劑，得到氧化石墨烯沉淀F-G0Ss4，為尺寸含5um的氧化石墨烯產(chǎn)物。
2.根據(jù)權利要求1所述氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法，其特征在于:所述制備石墨烯的氧化還原法是Hummers法、Brodie法或Standenmaier法。
3.根據(jù)權利要求1所述氧化石墨烯制備中不同尺寸大小氧化石墨烯的分離方法，其特征在于:所述溶劑為乙醇、甲醇、異丙醇或四氫呋喃等中的一種或2~3種的任意體積比的混合液。
【文檔編號】C01B31/04GK103991866SQ201410235949
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權日:2014年5月29日
【發(fā)明者】章文軍, 鄒雪鋒, 李煥榮, 候靜菊, 趙金風, 劉樹亭, 馮寶龍 申請人:河北工業(yè)大學