[发明专利]一种基于石墨烯的功能纳米二氧化硅的制备方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯的功能纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤:

（1）制备氧化石墨粉体：采用改性Hummers法制备得到亮黄色的氧化石墨粉体；

（2）制备氧化石墨烯悬浮液和纳米二氧化硅悬浮液：将步骤(1)得到的氧化石墨粉体经过振荡和超声分散在溶剂中，得到黄棕色的氧化石墨烯悬浮液；同时，将纳米二氧化硅粉体超声分散于溶剂中，得到纳米二氧化硅悬浮液；

（3）制备功能化氧化石墨烯悬浮液：将步骤(2)得到的氧化石墨烯悬浮液加入活性改性剂中，于氮气环境下反应，得到功能化氧化石墨烯悬浮液；

（4）制备氨基化纳米二氧化硅悬浮液：将步骤(2)得到的纳米二氧化硅悬浮液中加入氨基硅烷改性剂中反应，得到氨基化纳米二氧化硅悬浮液；

（5）制备石墨烯-纳米二氧化硅杂化材料：首先将步骤(3)得到的功能化氧化石墨烯悬浮液与步骤(4)得到的氨基化纳米二氧化硅悬浮液均匀混合，自然沉降，洗涤；得到土黄色氧化石墨烯-纳米二氧化硅杂化材料；将上述杂化材料分散于溶剂中，加入水合肼还原，洗涤干燥，得到灰色的基于石墨烯的功能纳米二氧化硅。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的功能纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，以上所述溶剂为以下的任意一种：甲醇、乙醇、丙酮、甲苯、四氢呋喃、N-甲基甲酰胺、二甲基亚砜和水；所述每个步骤的溶剂可相同或不同。

3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的功能纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述氧化石墨烯悬浮液的初始浓度为0.1～2mg/ml；纳米二氧化硅悬浮液的初始浓度为3～50mg/ml。

4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的功能纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的活性改性剂为以下的任意一种：γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷。

5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的功能纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述氧化石墨烯与活性改性剂的质量比为1:0.5～1：10；反应温度为50～90℃；反应时间为10～24h。

6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的功能纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的氨基硅烷改性剂为以下的任意一种：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和g-氨丙基三甲氧基硅烷。

7.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的功能纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述纳米二氧化硅与氨基硅烷改性剂的质量比为1:0.5～1：20。

8.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的功能纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的氨基改性反应温度为60～100℃，反应时间为2～24h。

9.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的功能纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤（5）所述的功能化氧化石墨烯与氨基化纳米二氧化硅的质量比为1:5～1:50。

10.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的功能纳米二氧化硅的制备方法，其特征在于，步骤（5）所述的水合肼与氧化石墨烯-纳米二氧化硅杂化材料的质量比为1:150～1:300。