[发明专利]新颖的二氧化钛-石墨烯纳米复合材料及其制法和应用

权利要求书

1.一种用于制备石墨烯的方法，其特征在于，包含以下步骤：

(a1)在惰性溶剂中，用还原剂对分散的氧化石墨进行还原，从而形成含石墨烯的反应混合物，其中所述还原剂包括硼氢化钠、维生素C或其组合；和

(a2)从所述反应混合物中分离出所述的石墨烯。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包还一在步骤(a)之前的分散步骤，其是利用超声波分散氧化石墨。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a1)的还原反应是在90-100℃下进行。

4.一种石墨烯，其特征在于，所述的石墨烯是通过如权利要求1-3中任一所述的方法制备而得。

5.一种石墨烯的表面改性方法，其特征在于，包含以下步骤：

(b1)将石墨烯分散于溶剂中，形成经分散的石墨烯溶液；以及

(b2)于所述经分散的石墨烯溶液中加入一改性剂，并且在超声波存在下进行石墨烯的表面改性，所述改性剂包含芘、芘衍生物、萘、萘衍生物中的一种或二种以上。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(b2)中的芘衍生物为1-芘甲胺盐酸盐、1-芘甲酸、芘的β取代衍生物中的一种或二种以上，所述芘的β取代衍生物中的β取代基为羟基、羧基、硫醇基、磺酸基、氨基中的一种或二种以上。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(b2)中的萘衍生物为萘的β取代衍生物，所述萘的β取代衍生物中的β取代基为羟基、羧基、硫醇基、磺酸基、氨基中的一种或二种以上。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(b1)使用的溶剂包含水、乙二醇、丙三醇、乙醇中的一种或二种以上。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(b1)中的石墨烯溶液包含一如权利要求4所述的石墨烯。

10.一种经表面改性的石墨烯，其特征在于，所述经表面改性的石墨烯是通过如权利要求5-9中任一所述的方法制备而得。

11.一种二氧化钛-石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：使一含经表面改性的石墨烯及醇类的溶液与含钛化合物反应，而制得二氧化钛-石墨烯纳米复合材料，所述复合材料具有多个二氧化钛-石墨烯复合纳米微粒，每一纳米微粒包含经表面改性的石墨烯及多个分散地位于石墨烯表面的二氧化钛粒子，所述经表面改性的石墨烯是利用一改性剂对石墨烯进行改性而得，所述改性剂包含芘、芘衍生物、萘、萘衍生物中的一种或二种以上，以复合材料总重计，所述复合材料包含5wt%至20wt%的石墨烯。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述含钛化合物为钛盐。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述经表面改性的石墨烯是如权利要求10所述的经表面改性的石墨烯。

14.一种TiO₂-石墨烯纳米复合材料，其特征在于，所述复合材料具有多个二氧化钛-石墨烯复合纳米微粒，每一纳米微粒包含经表面改性的石墨烯及多个分散地位于石墨烯表面的二氧化钛粒子，所述经表面改性的石墨烯是利用一改性剂对石墨烯进行改性而得，所述改性剂包含芘、芘衍生物、萘、萘衍生物中的一种或二种以上，以复合材料总重计，所述复合材料包含5wt%至20wt%的石墨烯。

15.如权利要求14所述的复合材料，其特征在于，所述经表面改性的石墨烯是如权利要求10所述的经表面改性的石墨烯。

16.如权利要求14所述的复合材料，其特征在于，所述纳米复合材料的中的多个纳米微粒的平均厚度为2至20nm。

17.如权利要求14所述的复合材料，其特征在于，所述纳米复合材料的复合材料中的多个纳米微粒的平均比表面积为50至350m²/g。

18.如权利要求14所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料是通过权利要求11所述的方法制备而得。