[发明专利]一种高分子聚合物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高分子聚合物，其由单体A、B、C和D与石墨烯共聚而成，单体A为2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸，单体B为丙烯酰胺，单体C为甲基丙烯酸和单体D为二甲基二烯丙基氯化铵；或单体A为2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸，单体B为丙烯酰氧异丁基磺酸，单体C为苯乙烯和单体D为二甲基二烯丙基氯化铵；或单体A为2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸，单体B为丙烯酰氧异丁基磺酸，单体C为甲基丙烯酰胺和单体D为N,N-二甲基丙烯酰胺；所述单体A、B、C和D的摩尔比为(1-7):(1-5):(1-5):(1-7)。

2.根据权利要求1所述的高分子聚合物，其特征在于，所述石墨烯与所述单体A、B、C和D之和的质量比为(0.05-0.5):(20-80)。

3.根据权利要求2所述的高分子聚合物，其特征在于，所述单体A、B、C和D的摩尔比为(2-4):(1-4):(1-4):(1-4)，和/或，所述石墨烯与所述单体A、B、C和D之和的质量比为(0.1-0.3):(50-70)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的高分子聚合物，其特征在于，所述石墨烯为氧化石墨烯。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的高分子聚合物的制备方法，包括以下步骤：

S1：将氧化石墨烯分散液与水混合，得到石墨烯混合溶液；

S2：将单体A、B、C和D与步骤S1所得石墨烯混合溶液混合，得到单体混合溶液；

S3：将步骤S2得到的单体混合溶液用碱液调节pH至8-10；

S4：将步骤S3处理后的溶液进行升温，加入引发剂进行聚合反应，得到凝胶产物；

以及任选地步骤S5：对所述凝胶产物进行洗涤和干燥。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S3中调节pH至9-10。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液由氧化石墨烯分散于水中制得。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液由氧化石墨烯超声分散于水中制得。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯由石墨通过改进的Hummers方法制得。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述改进的Hummers方法包括以下步骤：

1):将浓硫酸、过硫酸钾和五氧化二磷混合，在加热条件下加入石墨，得到预氧化石墨；

2):将上述预氧化石墨与浓硫酸、高锰酸钾混合，升温加入双氧水进行反应得到所述氧化石墨烯。

11.根据权利要求5-10中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述水与氧化石墨烯分散液的体积之比为(1-3):1，和/或

步骤S2中所述单体A、B、C和D总和的质量浓度为20-60%。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述水与氧化石墨烯分散液的体积之比为(1.6-2.5):1，和/或

步骤S2中所述单体A、B、C和D总和的质量浓度为30-50%。

13.根据权利要求5-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述碱液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化钙溶液中的一种或多种；所述引发剂选自过硫酸钾、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、异丙苯过氧化氢中的一种或多种；和/或所述引发剂的质量为占单体总质量的0.1-0.2%。

14.根据权利要求5-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述碱液为氢氧化钠溶液；和/或所述引发剂为偶氮二异丁腈。