本发明专利技术提供了一种两相可溶的石墨烯与刚果红的复合物及制法。所述的复合物中石墨烯与刚果红质量比为５∶１－１０。所述的复合物的制备方法分两步：肼加热还原制备石墨烯；将石墨烯与刚果红加热制备石墨烯与刚果红的复合物。所述的复合物广泛溶于多种有机溶剂：四氢呋喃，乙酸乙酯，异丙醇，丙酮，乙氰，氮氮二甲基甲酰胺，甲醇，二甲基亚砜或乙醇。在水里的最大溶解度为７．５毫克／毫升并且可以稳定存在３个月以上。另外，在氮氮二甲基甲酰胺的溶液里溶解度为２毫克／毫升可以稳定存在２～３个周。所述的复合物为实际应用提供了理想的石墨烯材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种两相可溶的石墨烯与刚果红的复合物及制法。
技术介绍
自2004年石墨烯Gr即hene这一材料的问世引起了全世界新的研究热潮。石 墨烯是单层碳原子紧密排列成二维六角结构的一种碳质新材料，是构建其它维度碳质材 料，如零维富勒烯、 一维碳纳米管、三维石墨的基本单元。(K. S. N,selov， A. K. Geim， S. V. Morozov， D. Jiang， Y. Zhang， S. V. Dubonos， I. V. Grigorieva， A. A. Firsov， ElectricField Effect in Atomically Thin Carbon Films,Science,2004，306，666-669) 由于石墨烯独特的二维结构，其具有优异的电学、热学和力学性能，可望在高性能纳电子器 件、复合材料、场发射材料、气体传感器及能量存储等领域获得广泛应用。石墨烯蕴含了丰 富而新奇的物理现象，为量子电动力学现象的研究提供了理想的平台，具有重要的理论研 究价值。因此，石墨烯迅速成为材料科学和凝聚态物理领域近年来的研究热点。 如同其它新发现的碳质材料，如富勒烯和碳纳米管，单层石墨烯的高效制备和 分散是石墨烯应用过程中的重要技术。对石墨烯而言，石墨层层之间5.9kJ mo"的 范德华力是石墨烯分散过程中需要克服的阻力(R.Zacharia， H. Ulbricht， T.Hertel， Interlayer Cohesive Energyof Gr即hite from Thermal Desorption of Polyaromatic Hydrocarbons, Phys. Rev. B， 2004， 69， 155406) 。 1_芘丁酸盐与石墨烯的复合物 (Y. Xu， H. Bai， G丄u， C丄i， G. Shi， Flexible Graphene Films via the Filtration ofWater—Soluble Noncovalent Functionalized Graphene Sheets, J. Am. Chem. Soc.， 2008， 130,5856-5857)，聚苯乙烯磺酸钠与石墨烯的复合物(S. Stankovich， R. D. Piner， X. Chen， N. Wu， S. T. Nguyen, R. S. Ruoff， Stable Aqueous Dispersions of Graphitic Nanoplatelets via theReduction of Exfoliated Graphite Oxide in the Presence of Poly (sodium4-styrenesulfonate) ， J. Mater. Chem. ， 2006， 16， 155—158)，十二烷基石黄酸钠 与石墨烯的复合物(D. Wang， D. Choi， J. Li， Z. Yang， Z. Nie， R. Kou， D. Hu， C. Wang， L. V. Saraf ， J. Zhang， I.A. Aksay， J丄iu， Self—Assembled Ti02_Graphene Hybrid Nanostructures for EnhancedLi-Ion Insertion, ACS Nano， 2009， 3， 907-914)都陆续被报道并改善了石 墨烯在水溶液中的溶解性，表面所带的功能基团有效阻止了石墨烯的聚集。最近，可溶于 三氯甲烷的季胺盐与石墨烯的复合物(Y.Liang， D. Wu， X. Feng， K.Miillen， Dispersion of Graphene Sheets in OrganicSolvent Supported by Ionic Interactions, Adv. Mater.， 2009,21， 1-5)，可溶于氮氮二甲基甲酰胺的芳基重氮盐与石墨烯的复合物(J.R.Lomeda， C. D. Doyle， D. V. Kosynkin， W. _F. Hwang， J. M. Tour， Diazonium Functionalization of Surfactant—Wrapped ChemicallyConverted Graphene Sheets, J. Am. Chem. Soc. ，2008， 130,16201-16206)也分别被报道。需要指出的是，两相可溶的聚苯乙烯聚丙烯酰胺共聚物 与石墨烯的复合物亦被报道，但是遗憾的是，这种共聚物包裹的石墨烯仅溶于水和二甲苯 (J. Shen， Y. Hu， C.Li ， C. Qin， M. Ye， Synthesis of Amphiphilic Graphene Nanoplatelets,Small, 2009， 5， 82-85)。水相有机相广泛可溶的石墨烯至今未有报道。
技术实现思路
本专利技术提供了一种两相可溶的石墨烯与刚果红的复合物及制法。 —种两相可溶的石墨烯与刚果红的复合物，石墨烯与刚果红质量比为5 : i-io;刚果红的化学式如下式所示 —种两相可溶的石墨烯与刚果红的复合物制备方法，其步骤和条件如下 (1)石墨烯的制备 将浓度为0. 5毫克/毫升的石墨烯氧化物的水溶液，质量分数50 %的水合肼溶液和质量分数25%的氨水溶液在反应器中混合，石墨烯氧化物肼氨的质量比为10 : 7-35 : 35-175，在80 ll(TC油浴中，搅拌反应O. 5 1小时，得到石墨烯的溶液； (2)石墨烯与刚果红的复合物的制备 在步骤i得到的石墨烯的溶液中，按照石墨烯与刚果红质量比为5 : i-io加入刚果红，在30 6(TC油浴中，搅拌反应10 48小时，冷却至20 25。C，用0. 22微米的尼龙膜过滤，二次水清洗，至滤液无色，得到两相可溶的石墨烯与刚果红的复合物。 有益效果1、石墨烯与刚果红的复合物的X射线光电子能谱中出现了硫元素的吸收，表明刚果红成功复合到石墨烯表面形成石墨烯与刚果红的复合物。 2、石墨烯与刚果红的复合物在水里的最大溶解度为7. 5毫克/毫升，并广泛溶于多种有机溶剂，如四氢呋喃，乙酸乙酯，异丙醇，丙酮，乙氰，氮氮二甲基甲酰胺，甲醇，二甲基亚砜和乙醇。在氮氮二甲基甲酰胺的溶液可溶解到2毫克/毫升。 3、石墨烯与刚果红的复合物的水溶液可以稳定存在3个月以上。放置100天的石 墨烯与刚果红的复合物中的石墨片仍然为1层或2层石墨片，原子力显微镜图测得的高度 在1. 5 3纳米。 4、石墨烯与刚果红的复合物的氮氮二甲基甲酰胺的溶液可以稳定存在2 3个 周。附图说明 图1是石墨烯与刚果红的复合物的X射线光电子能谱。 图2是石墨烯与刚果红的复合物的不同溶液的照片。其中，a是石墨烯与刚果红的 复合物的甲苯溶液的照片，b是石墨烯与刚果红的复合物的苯溶液的照片，c是石墨烯与刚 果红的复合物的四氢呋喃溶液的照片，d是石墨烯与刚果红的复合物的乙酸乙酯溶液的照 片，e是石墨烯与刚果红的复合物的异丙醇溶液的照片，f是石墨烯与刚果红的复合物的氯 仿溶液的照片，g是石墨烯与刚果红的复本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种两相可溶的石墨烯与刚果红的复合物，其特征在于，石墨烯与刚果红质量比５∶１－１０；刚果红的化学式如下式所示： ＊＊＊。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：牛利，李风华，张齐贤，邓鹏飏，包宇，王晓丹，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]
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