[发明专利]石墨烯材料的侧面卤化

权利要求书

1.一种侧面卤化石墨烯材料的方法，其中使选自石墨烯、石墨烯纳米带、石墨烯分子或其混合物的石墨烯材料与卤素给体化合物在路易斯酸存在下反应，从而获得侧面卤化的石墨烯材料。

2.根据权利要求1的方法，其中所述石墨烯材料具有选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基或其任何组合的侧面键合残基R_E。

3.根据权利要求1或2的方法，其中所述石墨烯分子为具有8-200个稠合芳族环的多环芳族化合物。

4.根据权利要求3的方法，其中所述石墨烯分子选自下列化合物(I)-(VII)中的一种或多种：

其中侧面键合残基R_E具有与权利要求2相同的含义。

5.根据权利要求1或2的方法，其中所述石墨烯纳米带具有小于50nm，更优选小于10nm的最大宽度。

6.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述卤素给体化合物选自卤间化合物，S₂Cl₂，SOCl₂，S₂Cl₂和SOCl₂的混合物，SO₂Cl₂，Cl₂，Br₂，F₂，I₂，PCl₃，PCl₅，POCl₃，POCl₅，POBr₃，N-溴代琥珀酰亚胺，N-氯代琥珀酰亚胺或其任何混合物。

7.根据权利要求6的方法，其中所述卤间化合物为具有下式(VIII)的化合物：

XY_n   (VIII)

其中：

n为1、3、5或7；

X和Y不同且选自F、Cl、Br和I。

8.根据前述权利要求中任一项的方法，其中路易斯酸选自式(IX)-(XII)的化合物：

AX₃   (IX)

其中A为Al，Fe，Sm，Sc，Hf，In，Y或B且X为卤素(优选F，Cl，Br，P)或三氟磺酸酯；

AX₅   (X)

其中A为P，Sb，Mo或As且X为卤素；

AX₄   (XI)

其中A为Ti或Sn且X为卤素；

AX₂   (XII)

其中A为Mg，Zn，Cu或Be且X为卤素或三氟磺酸酯。

9.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述石墨烯、石墨烯纳米带或石墨烯分子的侧面键合残基R_E与所述路易斯酸的摩尔比为100/1-1/5；和/或所述石墨烯、石墨烯纳米带或石墨烯分子的侧面键合残基R_E与所述卤素给体化合物的摩尔比为1/1-1/100。

10.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述方法在有机液体中进行。

11.一种卤化石墨烯材料，其可通过根据权利要求1-10中任一项的方法得到。

12.一种包含芳族基础平面和侧面的卤化石墨烯材料，其中至少65mol％共价连接于卤化石墨烯材料侧面的残基R_E为卤原子HA_E且所述侧面键合卤原子HA_E占卤化石墨烯材料中存在的全部卤原子的至少95mol％，以及其中所述卤化石墨烯材料选自卤化石墨烯、卤化石墨烯纳米带和卤化石墨烯分子。