一种采用多金属氧簇复合物制备石墨烯分散液的方法

摘要

一种采用多金属氧簇复合物制备石墨烯分散液的方法，属于化工与材料技术领域。包括氧化石墨烯的制备；氧化石墨烯的还原及其稳定水溶液的制备；多金属氧簇复合物的制备；多金属氧簇复合物相转移并分散石墨烯等四个步骤。本方法是将石墨烯的水溶液与多金属氧簇复合物的有机溶液混合后，多金属氧簇复合物的有机无机组分在油/水界面上会发生相分离，亲水的多金属氧簇朝向水相，疏水的烷基链朝向有机相，形成一个不对称的结构，进而裸露的多金属氧簇吸附在石墨烯片上，同时烷基链的疏水作用将石墨烯转移至有机相中。本发明所制备的石墨烯分散液中石墨烯以单片形式存在，且可以稳定一个月以上，所得的石墨烯复合材料有望应用于催化以及传感等领域。

主权项

一种采用多金属氧簇复合物制备石墨烯分散液的方法，其步骤如下：(1)氧化石墨烯的还原及其稳定水溶液的制备向浓度为0.05～0.2mg/mL的氧化石墨烯水溶液中加入质量分数85～95％还原剂水合肼进行还原，水合肼与氧化石墨烯的质量比为1～10:1，80～120℃反应0.5～4h，得到稳定的石墨烯水溶液；(2)多金属氧簇复合物的制备将阳离子表面活性剂双十八烷基二甲基溴化铵溶于低极性有机溶剂中，浓度为1～5mg/mL；将多金属氧簇溶于水中，浓度为1～5mg/mL；在搅拌状态下，将表面活性剂的有机溶液滴加到多金属氧簇的水溶液中，表面活性剂的总电荷数与多金属氧簇的总电荷数的比为0.70～0.95:1，继续搅拌1～2小时后，水相中的多金属氧簇被转移到有机相中；用分液漏斗将有机相分出，有机相再用水洗2～5次，加无水硫酸钠干燥处理，最后过滤并蒸干溶剂得到多金属氧簇复合物；将多金属氧簇复合物溶于低极性有机溶剂中，浓度为0.4～2mg/mL；(3)多金属氧簇复合物相转移并分散石墨烯将步骤(1)中制备的石墨烯水溶液与步骤(2)制备的多金属氧簇复合物有机溶液混合，多金属氧簇复合物与石墨烯的质量比为4～10:1，搅拌1～3h后，下层变黑，上层无色，即氧化石墨烯被转移至有机相中，用分液漏斗分液即可得到稳定的石墨烯低极性溶剂分散液。