[发明专利]一种石墨烯稳定胶体的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯稳定胶体的制备方法，使用无机纳米粒子(如碳纳米量子点，氧化石墨烯，酸化纳米管，石墨烯量子点)，辅以表面活性剂(如3‑[3‑(胆酰胺丙基)二甲氨基]丙磺酸内盐、双十六烷基二甲基溴化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵、正十六烷基‑β‑D‑麦芽糖苷、与聚合物(十八醇环氧乙烷聚醚、纤维素纳米晶)等一种或多种添加剂，在高速混合剪切，超声剥离分散石墨或者石墨烯得到长期稳定的石墨烯胶体。本发明方法简单，制得的石墨烯胶体长期稳定，可以分为水溶性胶体与油溶性胶体，有利于石墨烯的实际应用。将制得的石墨烯胶体抽滤成薄膜后，可望作为石墨烯电极、石墨烯复合材料、石墨烯涂层、石墨烯纤维复合材料使用。

技术领域

本发明属于石墨烯材料领域，特别涉及一种石墨烯稳定胶体的制备方法。

背景技术

石墨烯具有很多特异的性质，在纳米电子学、传感器、电池、电容器、纳米复合材料、储氢等领域具有广阔的应用前景，但是石墨烯本身容易团聚，不利于石墨烯在多方面的应用，所以稳定的分散石墨烯对于石墨烯的实际应用有着重要的意义。目前制备石墨烯分散液的主要方法是以氧化石墨烯得到氧化石墨烯分散液，再还原氧化石墨烯得到石墨烯分散液，这种方法得到的石墨烯分散液晶体有缺陷，导电性不佳。另外一种制备石墨烯分散液的方法是以常见普通的表面活性剂与石墨粉超声得到石墨烯分散液，这种方式得到的石墨烯分散液浓度很低，而且大部分不稳定，易沉淀，不利于石墨烯实际应用。在此，本发明提供一种复合方法制备稳定的石墨烯胶体及其复合物，对石墨烯的实际应用有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的技术缺陷，本发明提供一种制备石墨烯稳定胶体的方法。本发明使用碳纳米量子点、氧化石墨烯、酸化纳米管、石墨烯量子点等作为稳定剂和还原剂，辅以3-[3-(胆酰胺丙基)二甲氨基]丙磺酸内盐、双十六烷基二甲基溴化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵、正十六烷基-β-D-麦芽糖苷、十八醇环氧乙烷聚醚、纤维素纳米晶等稳定剂，以及一些胶体或聚合物，在高速混合剪切、超声剥离分散粉状石墨材料得到长期稳定的石墨烯胶体。

本发明所提供的技术方案具体如下：

一种石墨烯胶体的制备方法，包括以下步骤：将原料粉状石墨材料、稳定剂A、稳定剂B、分散剂C和聚合物胶体一起在溶剂中超声分散，充分混匀，即得到稳定的石墨烯胶体；其中，粉状石墨材料、稳定剂A、稳定剂B、分散剂C的浓度范围分别为0.1mg/mL-15mg/mL、0.1mg/mL-525mg/mL、0.1mg/mL-825mg/mL、0.1mg/mL-525mg/mL；

所述的稳定剂A为氧化石墨烯纳米粒子、碳量子点、酸化纳米管或石墨烯量子点；

所述的稳定剂B为3-[3-(胆酰胺丙基)二甲氨基]丙磺酸内盐、双十六烷基二甲基溴化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵、正十六烷基-β-D-麦芽糖苷、十八醇环氧乙烷聚醚、纤维素纳米晶、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十八甲基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯磺酸钠、聚环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷、Tween-80、Triton X-100、胆酸钠、脱氧胆酸钠、牛黄脱氧胆酸钠，苄胺、磺酸基芘、氨基芘、9-蒽甲酸、1-芘磺酸钠盐、6,8-二羟基-芘二磺酸钠盐、8-羟基-芘-1,3,6-三磺酸钠盐、芘-四磺酸钠盐、二甲基-2,7-N-参杂芘、六苯并苯四羧酸钾盐、双硬脂酸乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵、三硬脂酸乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵、Span20、Span40、Span60、Span80、烷基叔胺盐的一种或多种；

所述的分散剂C为聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚异丁烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酰胺、聚苯胺胶体、聚吡咯胶体、聚3,4-乙氧基噻吩、聚苯乙烯磺酸钠、聚甲基丙烯酸、聚丙烯腈、聚乙酸乙酯、聚乙烯醇、聚丁二烯、聚氯丁二烯、聚三氟氯乙烯、尼龙-66、尼龙-6、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚甲醛、聚乙二醇、氯化聚醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、纤维素、聚氨酯、聚硫橡胶、硅橡胶、聚丙烯腈-聚丁二烯-聚苯乙烯共聚物、聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯共聚物中的一种或多种；