[发明专利]硫醇基修饰的石墨烯/碳纳米管复合材料及制备方法

摘要

硫醇基修饰的石墨烯/碳纳米管复合材料及制备方法，将纯化后碳管超声分散在无水乙醇中，随后与氧化石墨烯的无水乙醇分散液混合，再经超声、抽滤、真空干燥制得石墨烯/碳纳米管复合材料。将乙酸、丙酮、3‑巯丙基三甲氧基硅烷配制成混合溶液，然后复合材料分散其中，通入氮气保护，反应后抽滤、真空干燥后得到硫醇基修饰的石墨烯/碳纳米管复合材料。该复合材料属于纳米材料，具有纳米材料所具备的优良特性，并且通过简单离心操作可实现快速分离，而且表面具有多种活性基团，通过表面基团与污水中重金属离子和有机污染物的络合作用，可实现污染物的去除。

主权项

1.硫醇基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料，其特征在于，所述复合材料由碳纳米管和氧化石墨烯构成，碳纳米管穿插于氧化石墨烯的片层之间或者紧紧贴附于氧化石墨烯的片层之上，复合材料的表面含有硫醇基基团的薄膜；硫醇基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料的制备方法为： （1）将碳纳米管分散到混酸溶液中，60～80℃下反应1～3小时，随后过滤洗涤，80～120℃干燥8 ~ 12h，获得纯化碳纳米管； （2）将天然石墨加入到质量分数98%的浓硫酸中，机械搅拌直至石墨完全被溶解，接着加入硝酸钠和高锰酸钾温度保持在0 ~ 10℃，继续搅拌2.5 ~ 4小时，将混合物放入35℃的恒温水浴锅中，缓慢加入去离子水，随后将混合物放入90 ~ 100℃的水浴锅中机械搅拌20 ~ 40分钟，加入去离子水稀释至600mL ，搅拌5‑15分钟，加入质量分数30%的双氧水，将产物以8000‑10000r/min的速度离心，将离心后的固体物质分散在无水乙醇溶液中超声振荡30 ~ 60 分钟，真空干燥12 ~ 24小时，得到即为氧化石墨烯； （3）分别各称取等质量的氧化石墨烯和纯化碳纳米管，分别加入到装有100mL的酒精的三颈 瓶中，各自超声2小时，接着将超声后的纯化碳纳米管逐滴滴入氧化石墨烯中，继续超声30 ~ 60分钟，采用0.45微米滤膜抽滤，真空干燥8 ~ 12小时后得到氧化石墨烯/碳纳米管复合材料；（4）称取氧化石墨烯/碳纳米管复合材料加入到装有无水乙醇的三颈 瓶中，超声震荡5 ~ 15分钟，通入氮气保护并机械搅拌5分钟，加入乙酸、3‑巯丙基三甲氧基硅烷，室温下搅拌12 ~ 24小时，继续加入丙酮继续搅拌6 ~ 12小时，采用酒精和蒸馏水分别冲洗5 ~ 10次，60 ~ 80℃真空干燥8 ~ 12小时，获得硫醇基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料。