1.本發明屬于氧化石墨烯技術領域,涉及氧化石墨烯改性,具體涉及一種氧化石墨烯羧基功能化改性的方法。
背景技術:
2.氧化石墨烯(go)是石墨烯的一種含氧衍生物,其被普遍接受的結構模型是在氧化石墨烯基面上分布著羥基和環氧基,而在邊緣分布著羧基和羰基。石墨烯氧化機理為:在氧化過程中,石墨烯表面和邊緣首先生成大量羥基,同時與羥基相連的c=c雙鍵轉化為c-c單鍵;隨著氧化的繼續進行,石墨烯表面上的部分羥基脫水成為環氧基,而在石墨烯邊緣處或基面缺陷處的羥基則被氧化為相鄰的酮基,進而轉化為羧基。雖然在氧化過程中,石墨烯原有的高度共軛結構被破壞,但氧化石墨烯仍保持著優異的光學、電學、力學、以及其它獨特的理化性能。含氧官能團減弱了石墨烯片層間的強分子間作用力,改善了石墨烯易團聚的問題,使其可以在水、醇等極性溶劑中保持較好的分散性和穩定性。另外,含氧官能團為氧化石墨烯基面和邊緣提供了豐富的修飾位點,易于進一步合成各類石墨烯基復合材料。含氧官能團本身的種類和數量,也可被用來調控氧化石墨烯的導電性和帶隙等性能,因此,對官能團的可控修飾,是氧化石墨烯改性的重要手段。
3.氧化石墨烯的羧基可進一步發生酰胺化、酯化、中和等反應,成為改性研究中的一個重要官能團。但是,因受到邊緣位點的限制,氧化石墨烯中的羧基官能團數量有限,這影響了后續基于羧基的功能化應用。近些年有較多的研究成果都涉及到羧基化改性。有文獻報道在原料石墨的氧化步驟中調節氧化劑高錳酸鉀含量來調節氧化程度,得到不同羧基含量的氧化石墨烯(紅外光譜法氧化石墨烯羧基官能團含量的測定,中國測試,2016,42,38);也有文獻以naoh和氯乙酸處理氧化石墨烯,將基面的羥基轉化為烷氧羧基,以提高羧基含量(nano-graphene oxide for cellular imaging and drug delivery,nano res,2008,1,203);或者通過丁二酸?;^氧化物對氧化石墨烯基面的c=c鍵進行自由基加成,將羧基經乙基接枝到氧化石墨烯基面(氧化石墨烯的表面羧基化與表征,包裝學報,2018,2,30);申請公布號為cn104445163a的專利公布了“一種羧基化石墨烯的制備方法”,采用水合肼、氨基苯基酸、亞硝酸異戊酯醇溶液、強堿、強酸依次處理氧化石墨烯,獲得羧基化石墨烯;授權公告號cn102433032b的專利公布了“可
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