[发明专利]一种氧化石墨烯的纯化方法

说明书

本发明提供了一种氧化石墨烯的纯化方法。所述纯化方法可包括以下步骤：将纯化对象、络合剂与酸性溶液混合，形成混合液，其中，所述纯化对象包括官能团上结合有杂质离子的氧化石墨烯或者氧化插层法制得的氧化石墨烯浆料；对所述混合液进行超声震荡，以使纯化对象所结合的杂质离子脱除并与络合剂稳定结合；过滤，分别得到纯化后的氧化石墨烯和包含有与络合剂稳定结合的杂质离子的溶液。本发明的有益效果包括：能有效分离氧化石墨烯和杂质离子，避免杂质离子与氧化石墨烯的反复结合；纯化效率高、成本低。

技术领域

本发明涉及化工领域，特别地，涉及一种氧化石墨烯的纯化方法。

背景技术

21世纪初，科学界出现了纳米石墨片这种材料。2006年，英国The University ofManchester的两名科学家通过机械剥离的方法巧妙地制备了单层石墨，从而正式揭开了石墨烯这种材料的面纱，两人也因此获得了2010年的诺贝尔物理学奖。理想的石墨烯材料有单层石墨构成，其碳原子与碳原子之间通过sp₂杂化轨道相连接，而形成稳定的六元环结构。研究发现，石墨烯材料具有良好的各种物理化学性质。例如：比金属金更加好的电子导通性、比钢更好的机械强度、超大的比表面积、良好的光学性能、超导等。鉴于这些特殊的性质，石墨烯材料在军事、交通、移动设备等方面有巨大的应用潜力。

在工业生产中，应用氧化插层法可以大规模制取氧化石墨烯粉体。氧化插层法生产的氧化石墨烯浆料中含有大量的杂质离子。现有纯化氧化石墨烯的方法在洗涤过程中存在效率低，洗涤效果差等问题，使生产的氧化石墨烯产品纯度不高，品质下降。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种能够有效洗涤氧化石墨烯杂质的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种氧化石墨烯的纯化方法。所述方法可包括以下步骤：将纯化对象、络合剂与酸性溶液混合，形成混合液，其中，所述纯化对象包括官能团上结合有杂质离子的氧化石墨烯或者氧化插层法制得的氧化石墨烯浆料；对所述混合液进行超声震荡，以使纯化对象所结合的杂质离子脱除并与络合剂稳定结合；过滤，分别得到纯化后的氧化石墨烯和包含有与络合剂稳定结合的杂质离子的溶液。

根据本发明的一个示例性实施例，所述氧化石墨烯官能团上结合的杂质离子包括Mn²⁺、K⁺和Fe³⁺中的至少一种。

根据本发明的一个示例性实施例，所述官能团上结合有杂质离子的氧化石墨烯中的所述杂质离子的重量百分比含量为0.01～1％，例如0.1％。

根据本发明的一个示例性实施例，所述浆料中氧化石墨烯的含量为0.01～100g/L，例如10g/L；所述浆料中杂质离子的浓度为10^-6～1g/L，例如0.1g/L。

根据本发明的一个示例性实施例，所述纯化后氧化石墨烯中杂质离子的重量百分比为不高于0.01％。

根据本发明的一个示例性实施例，所述络合剂的加入量为能够与杂质离子络合反应的理论量的1.0～1.2倍。

根据本发明的一个示例性实施例，所述酸性溶液包括浓度为0.005～0.02mol/L的盐酸溶液或浓度为0.01～0.04mol/L的硫酸溶液。

根据本发明的一个示例性实施例，所述酸性溶液的pH为0.1～6。

根据本发明的一个示例性实施例，所述过滤步骤包括通过过滤膜进行过滤。

根据本发明的一个示例性实施例，在过滤的过程中进行减压抽滤。

根据本发明的一个示例性实施例，所述抽滤减压的压强范围可以是10～100Pa。

根据本发明的一个示例性实施例，所述进行超声震荡时，超声波的频率为50～750Hz。