一种有机分子修饰的石墨烯复合材料的制备方法

技术特征：
1.一种有机分子修饰的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、将制备的氧化石墨烯分散于水中，经超声分散得到氧化石墨烯溶液；步骤b、将有机分子与氧化石墨烯溶液混合，在-50℃～200℃下反应30min～48h，得到反应产物；步骤c、将步骤b得到的反应产物进行离心清洗和干燥处理；步骤d、向干燥后的产物中加入还原剂，在惰性气体下进行煅烧还原处理，得到有机分子修饰的石墨烯复合材料；其中，所述有机分子的通式表示为：r-x或x-r-x
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，r为脂肪烃基或芳香烃基，x和x
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为能与氧化石墨烯的官能团发生化学反应形成稳定的化学键的官能团。2.根据权利要求1所述的一种有机分子修饰的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤a中的氧化石墨烯是以石墨粉为前驱体，通过化学氧化法或电化学氧化法制备而成。3.根据权利要求2所述的一种有机分子修饰的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤a中氧化石墨烯制备过程中所使用的氧化剂与石墨粉的质量比为1:10～50:1，所述氧化剂为k2s2o8、p2o5、nano3、kclo3、kmno4、h2o2和过氧化苯甲酰中的一种或几种，反应液体系为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸中的一种或几种酸的混合液体系，氧化反应时间为30min至48h，氧化反应温度为-10～100℃。4.根据权利要求1所述的一种有机分子修饰的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤a中的氧化石墨烯溶液浓度为0.5～20g/l。5.根据权利要求1所述的一种有机分子修饰的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤b中有机分子与氧化石墨烯的质量比为1:1～1:1000。6.根据权利要求1所述的一种有机分子修饰的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述有机分子的通式中的r为烷烃基、烯烃基、炔烃基、苯基及其衍生物、甲苯基及其衍生物中的一种或几种；所述有机分子的通式中的x、x
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均为酰胺、伯胺、仲胺、叔胺、季铵盐、一级酮亚胺、二级酮亚胺、一级醛亚胺、二级醛亚胺、酰亚胺、叠氮根、偶氮基、氰酸酯、异腈、异腈酸酯、异硫氰酸酯、硝酸酯、氰基、亚硝酸酯、硝基、亚硝基和吡啶基中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的一种有机分子修饰的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤c中离心机转速为1000-10000r/min，离心时间为3-15min，离心清洗次数为3-5次。8.根据权利要求1所述的一种有机分子修饰的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤d中所使用的还原剂为水合肼、nahb4、hi、维生素c、nahso3和zn粉中的一种或几种。9.根据权利要求1所述的一种有机分子修饰的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤d中所述的惰性气体为氮气或氩气气氛，煅烧的升温速率为1～10℃/min，煅烧温度为500～3000℃，保温时间为0.5～12h。

技术总结
本发明公开了一种有机分子修饰的石墨烯复合材料的制备方法，所述方法主要包括以下步骤：将氧化石墨烯水溶液与有机分子溶液混合；利用有机分子与氧化石墨烯的官能团发生化学反应，使氧化石墨烯片层之间或片层一端连接上有机分子；通过化学还原或高温煅烧还原处理，制备出可精准控制层间距的石墨烯复合材料。本发明方法制备的石墨烯材料中的碳层间距可通过改变有机分子的类型、分子结构大小、嵌入数量等进行有效控制，其霍尔迁移率、离子扩散系数、电子电导率均得到了明显提升。采用该方法制备的石墨烯纳米复合材料生产成本低，反应条件温和，适合大规模生产。适合大规模生产。适合大规模生产。


技术研发人员：李焕新 黄中原 周海晖 姚勇 旷亚非
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：2022.03.04
技术公布日：2022/6/1