[发明专利]一种亲水改性白石墨烯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种亲水改性白石墨烯及其制备方法，其原料包含：白石墨烯分散液80～99％，改性剂0.1％～1％，碱性试剂0.1％～1％，余量为水。本发明还提供了该亲水改性白石墨烯的制备方法，其包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，将白石墨烯粉体及改性剂加入到去离子水中，制备白石墨烯分散液；步骤3，将碱性试剂按比例加入到所得的白石墨烯分散液中，加热并搅拌，在反应完成后将溶液进行真空抽滤，得到改性白石墨烯；步骤4，将所得的改性白石墨烯烘干，然后进行粉碎，得到亲水改性白石墨烯粉体。本发明制备的改性后的白石墨烯具有更好的亲水性，能够长期稳定分散于水性浆料中，可用于制备高强、高导热等高性能材料。

技术领域

本发明涉及一种白石墨烯及其制备方法，具体地，涉及一种亲水改性白石墨烯及其制备方法。

背景技术

“白色石墨烯”是晶粒为层片状结构的六方氮化硼(英文名称为Hexagonal BoronNitride，缩写为h-BN)在经过剥层后得到的纳米薄片的别名。由于六方氮化硼的结构和石墨非常相似，具有六方层状结构，质地柔软，可加工性强，并且颜色为白色。与石墨烯相对应，因此六方氮化硼被称为“白色石墨烯”。

六方氮化硼和石墨烯都是仅一个原子厚度的层状二维材料，不同之处在于石墨烯结合纯属碳原子之间的共价键，而六方氮化硼晶体中的结合则是硼、氮异类原子间的共价结合。

高度相似的晶体结构赋予白色石墨烯与石墨烯一些共同特性，如极高的面内弹性模量、高温稳定性、原子级平滑的表面。白色石墨烯具有高透明度和化学惰性，而且具有很高的机械强度、高熔点、高热导率，以及极低的摩擦系数等性质。单层原子厚的氮化硼可以在空气中经受住800℃的高温。白色石墨烯具有极好的不渗透性，非常适合用于金属在高温和腐蚀性液体环境下的防腐。

发明内容

本发明的目的是提供一种白石墨烯及其制备方法，在白石墨烯上接枝羟基等亲水性基团，增强白石墨烯在水中的亲水性，改性后其可应用于众多领域，具有更好的亲水性，能够长期稳定分散于水性浆料中，可用于制备高强、高导热等高性能材料。

为了达到上述目的，本发明提供了一种亲水改性白石墨烯，其中，所述的亲水改性白石墨烯的原料按质量百分比计包含：白石墨烯分散液80～99％，改性剂0.1％～1％，碱性试剂0.1％～1％，余量为水。

上述的亲水改性白石墨烯，其中，所述的白石墨烯分散液的溶质为白石墨烯；所述的白石墨烯是采用机械剥离法、液相超声辅助剥离法、化学气相沉积法等中的任意一种方法制备的。

上述的亲水改性白石墨烯，其中，所述的改性剂包含聚乙烯醇、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮(PVP)、十二烷基苯磺酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、甲基苯磺酸、二氯亚砜、二甲基甲酰胺(DMF)等中的任意一种或多种。

上述的亲水改性白石墨烯，其中，所述的碱性试剂包含氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、钙试剂羧酸钠、三乙醇胺等中的任意一种或多种。

本发明还提供了上述的亲水改性白石墨烯的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，将白石墨烯粉体及改性剂加入到去离子水中，制备白石墨烯分散液；步骤3，将碱性试剂按比例加入到步骤2所得的白石墨烯分散液中，加热并搅拌，在反应完成后将溶液进行真空抽滤，得到改性白石墨烯；步骤4，将步骤3所得的改性白石墨烯烘干，然后进行粉碎，得到亲水改性白石墨烯粉体。

上述的亲水改性白石墨烯的制备方法，其中，所述的步骤2中，将白石墨烯粉体及改性剂加入去离子水中，通过搅拌机充分搅拌30～60min，搅拌机转速为3000～5000转/min。

上述的亲水改性白石墨烯的制备方法，其中，所述的步骤2中，在搅拌完成后再进行超声处理10～30min，得到白石墨烯分散液。

上述的亲水改性白石墨烯的制备方法，其中，所述的白石墨烯分散液的浓度为1～10mg/ml。