本發(fā)明涉及一種強疏水性的改性氧化石墨烯材料的制備方法，是一種對甲苯胺化學(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)，每個碳原子周圍有3個碳原子成鍵，C-C鍵長，鍵角120°，自它在2004年由Geim等人發(fā)現(xiàn)以來，由于其獨特的物理、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。這些含氧官能團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，可以與許多分子進行化學(xué)接枝反應(yīng)。另外，氧化石墨烯表面的含氧基團使其熱穩(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，即將小分子對甲苯胺通過共價鍵鍵接到氧化石墨烯片層上，獲得功能化氧化石墨烯材料。制備的具有強疏水性的氧化石墨烯，可將其應(yīng)用于國防、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)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種強疏水性的改性氧化石墨烯材料的制備方法。

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

上述對甲苯胺化學(xué)修飾氧化石墨烯材料是通過將鱗片石墨，石墨粉或納米石墨片經(jīng)強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間，活化氧化石墨烯表面上的羧基基團，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甲苯胺的有機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)一段時間后過濾，洗滌并干燥，即可得到具有強疏水性的對甲苯胺改性的氧化石墨烯材料。

附圖說明

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

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

圖3為本發(fā)明實施例中對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)明實例中經(jīng)對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試圖及接觸角測試結(jié)果。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明作詳細說明，一種強疏水性的對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對甲苯胺的DMF溶液混合，超聲一定時間后于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℃真空烘箱中過夜。

實施例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對甲苯胺的THF溶液混合，超聲一定時間后于120℃下反應(yīng)96h。反應(yīng)結(jié)束后，使用孔徑為0.22μm的PTFE膜進行真空抽濾，并用無水乙醇及去離子水多次洗滌，于80℃真空干燥24h。

性能測試分析

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，表征對甲苯胺接是否接枝到氧化石墨烯上及接枝的位置。對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。接觸測試結(jié)果由接觸角測量儀(DSA100，KRUSS)多次測量而得。