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　　申請號：201610604795.6
　　申請人：燕山大學
　　發明人：焦體峰 趙欣娜 胡婕 馬喜龍 黃浩

　　摘要：一種金剛石微粉表面制備氧化石墨烯及其化學修飾，它主要是用改進的Hummers法制備金剛石/氧化石墨烯，將金剛石/氧化石墨烯加入超純水攪拌分散，加入氯乙酸固體和氫氧化鈉水溶液，在70?80℃的條件下磁力攪拌2?3h；將得到的溶液用超純水洗滌至中性，再將所得的溶液在超純水的環境下進行透析3天，最后將金剛石/羧基化氧化石墨烯分散液放入冷凍干燥機中進行凍干，得到金剛石/羧基化氧化石墨烯，之后與帶相反電荷的高分子進行層層組裝。本發明操作簡單，制備出的金剛石/氧化石墨烯和羧基化的產物較氧化石墨烯、羧基化的氧化石墨烯的密度、硬度要大，并且制得的多層殼核結構的比表面更大，吸附性能增強。

　　主權利要求：1.一種金剛石微粉表面制備氧化石墨烯及其化學修飾的方法，其特征在于：它包括如下步驟：(1)金剛石/石墨的制備：取粒徑為1-2微米的金剛石微粉，在水浴超聲中用氨水清洗三次，并用酒精清洗抽濾，放入烘箱中干燥，將干燥的金剛石微粉，在1500℃條件下，經真空放電等離子體燒結15min，得到燒結塊，研磨得到金剛石/石墨粉體；(2)金剛石/氧化石墨烯的制備：按每10mL濃硫酸加入0.3g硝酸鉀、0.2g石墨化金剛石粉和1.6g高錳酸鉀的比例，將質量濃度為98％的濃硫酸放入容器中，在冰水浴的條件下加入硝酸鉀固體至完全溶解后加入步驟(1)制得的金剛石/石墨，之后在0.5h內緩慢加入高錳酸鉀固體，繼續攪拌10min；之后把容器放到35℃的水浴鍋中恒溫攪拌5h；向容器中緩慢加入與濃硫酸體積比為1:4的超純水，將容器在80℃油浴中保溫30min；然后將容器取出冷卻至室溫，加入與濃硫酸體積比為1：6：0.4的超純水和雙氧水，靜置倒出上層清液，再加入與濃硫酸體積比為1：0.4：4的質量濃度為37.5％的鹽酸和超純水，攪拌均勻，分層后倒出上清液，重復操作2次；向容器中加入超純水，進行換水6-8次，將得到的分散液倒入透析袋中在超純水環境中透析4天，最后將得到的金剛石/氧化石墨烯的分散液放入冷凍干燥機中進行凍干，得到金剛石/氧化石墨烯固體；(3)金剛石/氧化石墨烯的化學修飾即金剛石/羧基化氧化石墨烯的制備：按每100mL超純水加入100mg金剛石/氧化石墨烯的比例，將步驟(2)制得的金剛石/氧化石墨烯加入超純水攪拌1h分散均勻，之后按金剛石/氧化石墨烯中-OH與氯乙酸中-COOH的摩爾比為1:100-1:300、氯乙酸與氫氧化鈉的摩爾比為1:20-1:30的比例，緩慢加入氯乙酸固體和摩爾濃度為6mol/L的氫氧化鈉水溶液，在70-80℃的條件下磁力攪拌2-3h；將得到的溶液用超純水洗滌至溶液呈中性，再將所得的溶液在超純水的環境下進行透析3天，最后將金剛石/羧基化氧化石墨烯分散液放入冷凍干燥機中進行凍干，得到金剛石/羧基化氧化石墨烯；(4)金剛石/羧基化氧化石墨烯的多層組裝處理：利用金剛石/羧基化氧化石墨烯的表面帶有負電荷與帶相反電荷的分子可以發生相互作用，可以進行分子間的層層組裝，即用表面帶有負電荷的金剛石/羧基化氧化石墨烯與表面帶有正電荷的聚乙烯亞胺相互作用，之后再利用表面帶正電荷的聚乙烯亞胺與表面帶負電荷的聚丙烯酸反應，依次循環反應制備具有殼核結構的多層分子組裝結構，其制備過程如下：按每1mL的聚乙烯亞胺溶液加入10-20mg金剛石/羧基化氧化石墨烯粉末的比例，將金剛石/羧基化氧化石墨烯放入試管，加入100mg/mL的聚乙烯亞胺溶液反應磁力攪拌0.5-1h，之后離心洗滌7次，得到金剛石/羧基化氧化石墨烯/聚乙烯亞胺固體；再按聚乙烯亞胺溶液與聚丙烯酸的體積比為1:1的比例，向金剛石/羧基化氧化石墨烯/聚乙烯亞胺固體中加入75mg/mL的聚丙烯酸磁力攪拌反應1-2h，之后離心洗滌7次，得到金剛石/羧基化氧化石墨烯/聚乙烯亞胺/聚丙烯酸固體；如此循環反應，實現金剛石/羧基化氧化石墨烯的多層組裝。