一种基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊，所述微胶囊的囊壁材料为石墨烯，所述微胶囊的芯材为有机缓蚀剂。本发明专利技术还公开了上述微胶囊的制备方法，将有机缓蚀剂的水溶液与氧化石墨烯共混后，于80～200℃水热处理8‑24h，水热条件下石墨烯成卷的同时将缓蚀剂包覆于微胶囊中，芯材包覆质量高，缓蚀剂缓释特性好；本方法包覆过程简单，操作方便，不需要额外添加助剂，制备成本低廉。

Inhibitor microcapsule based on graphene coil and preparation method thereof

The invention discloses a corrosion inhibitor microcapsule based on a graphite coil, wherein the microcapsule wall material is graphene, and the core material of the microcapsule is an organic corrosion inhibitor. The invention also discloses a preparation method of the micro capsule, aqueous solution and graphene oxide / organic corrosion inhibitor, from 80 to 200 DEG C hot water 8 24h under hydrothermal conditions of graphene rolled and corrosion inhibitor encapsulated in the microcapsules, core material coating quality high corrosion inhibitor release characteristics; the coating method has the advantages of simple process, convenient operation, no additional additives, preparation of low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊及其制备方法
本专利技术涉及石墨烯
，尤其是涉及一种基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊及其制备方法。
技术介绍
石墨烯（Graphene）是一种由单层碳原子构成的片层结构新材料。它是由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角形蜂巢晶格结构平面薄膜，只有一个碳原子厚度的柔性二维材料。氧化石墨烯极易团聚，因此有可能利用其柔性使石墨烯自我卷曲及包裹，形成一层薄膜状的外壳。由于石墨烯容易卷曲的特性，所以可以被用来制备卷状的纳米胶囊以包覆其他物质。相对于常用的纳米容器或微纳米胶囊材料，石墨烯作为新型碳材料，边缘非封闭，具有较高的比表面积，无毒无害，生物及化学惰性强，用其制备微纳米胶囊过程中不需要添加额外的表面活性剂及各种有机助剂，用于担载药物及催化剂等材料时可以避免杂质的引入。在超级电容器、储能材料、催化、传感及光电化学等领域均具有广泛的应用前景。目前对于石墨烯卷的研究，多集中在理论计算、石墨烯卷的制备、石墨烯卷包覆无机物颗粒等方面，针对有机物包覆以制备具有药物释放性能的微纳米胶囊的研究相对较少。因此，急需一个行之有效的方法，来制备以石墨烯为基材的微纳米容器。当前，石墨烯卷的制备主要使用强碱条件下的水热处理技术。然而，该法得到的石墨烯卷在药物包覆中会引入大量碱性杂质，需要进一步洗涤处理，并且进一步担载药物的难度较大，几乎不能对有机药物进行进一步的包覆以及担载，难以达到获得微纳米胶囊的目的。同时，复杂的操作步骤会导致成本增加，效率降低，不便于推广应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊，所述的微胶囊具有缓释性能，可以用作涂料添加剂，赋予涂料良好的缓蚀性能。本专利技术要解决的第二个技术问题是克服现有技术缺陷，提供一种基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊的制备方法，该方法工艺简单、经济实用，便于规模化制备。为解决第一个技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊，所述微胶囊的囊壁材料为氧化石墨烯，所述微胶囊的芯材为有机缓蚀剂。优选地，所述有机缓蚀剂为苯并三氮唑、巯基苯并三氮唑，苯并咪唑、卟啉等含有胺基的有机物。为解决上述第二个技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊的制备方法，包括以下步骤：（1）将超过溶解度的量的有机缓蚀剂加入蒸馏水中，搅拌20～30min；（2）将一定量氧化石墨烯加入上述溶液中搅拌30～60min，并超声处理2～3h，得到混合分散液；（3）将上述分散溶液在密闭反应容器中，进行水热反应；（4）反应结束后收集固体产物并对其干燥处理，得到包覆上述有机缓蚀剂的石墨烯卷微胶囊。优选地，步骤（1）所述有机缓蚀剂应当含有胺基。优选地，所述有机缓蚀剂溶液的浓度，在室温下接近饱和或过饱和。优选地，步骤（2）所述石墨烯水溶液的质量浓度应当在0～1g/L。优选地，步骤（3）所述水热反应的温度为80～200℃。优选地，步骤（3）所述水热反应的时间为4～24h。优选地，所述密闭容器为带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜。优选地，干燥处理方式为烘干、真空干燥或冷冻干燥。本专利技术将欲包覆物与氧化石墨烯混合搅拌后，获得有机缓蚀剂-氧化石墨烯混合分散液，再通过水热处理，使氧化石墨烯在胺基存在的情况下产生电荷吸引，发生自卷曲现象，形成石墨烯卷，并将大部分有机缓蚀剂包覆在其中，形成微胶囊结构，获得微胶囊这一具有缓释特性的复合材料。与现有技术相比，本专利技术提供的石墨烯卷微胶囊的制备方法条件温和，包覆过程简单，操作方便，对操作人员的技术水平要求低，成本低廉，具有极高的应用价值。实验结果表明，本专利技术制备的微胶囊结构完整，对缓蚀剂的包覆质量高，在水中能够完成缓蚀剂的缓慢释放。附图说明图1为本专利技术实施例1所得石墨烯卷包覆苯并三氮唑微胶囊的透射电子显微镜图；图2为本专利技术实施例1所得苯并三氮唑、石墨烯、石墨烯卷包覆苯并三氮唑微胶囊的XRD对比图；图3为本专利技术实施例1所得苯并三氮唑、石墨烯卷包覆苯并三氮唑微胶囊的光电子能谱（XPS）对比图；图4为本专利技术实施例1所得石墨烯卷包覆苯并三氮唑微胶囊的释放曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1：一种包覆苯并三氮唑的石墨烯卷微胶囊的制备方法，该方法是将苯并三氮唑溶液的过饱和溶液与氧化石墨烯混合分散，通过水热反应使石墨烯成卷并将苯并三氮唑包覆其中，具体包括以下步骤：（1）将称取900mg苯并三氮唑，溶于45mL蒸馏水中，搅拌30min；（2）称取14mg氧化石墨烯，加入步骤（1）所得的溶液中，搅拌1h，然后超声2h，制备成混合分散液；（3）将步骤（2）所得的混合分散液转移到60mL密闭的水热反应釜中，120℃下水热反应8h；（4）水热反应结束后，自然冷却到室温，将所得悬浮液于8000r/min离心5min分离，弃去上层清液，取下层沉淀，真空干燥后即得到石墨烯卷包覆苯并三氮唑的微胶囊。图1为本实施例制备的包覆苯并三氮唑的微胶囊透射电子显微镜图谱，从图中可以看出，经过水热反应后，石墨烯卷曲成卷，形貌良好。图2为本实施例制备的包覆苯并三氮唑的微胶囊XRD图谱，从图中可以看出，经过水热反应后，样品出现了苯并三氮唑的特征峰，且石墨烯的特征峰基本完全消失，说明苯并三氮唑被包覆在石墨烯中，且包覆量较大，以至于石墨烯的特征峰不明显。图3为本实施例制备的包覆苯并三氮唑微胶囊的XPS图谱，从图中可以看出，水热反应前样品存在C1s峰和O1s峰，而经过水热反应后，石墨烯样品出现了N1s峰，证明了反应后的样品包覆有苯并三氮唑。图4为本实施例所制备微胶囊的苯并三氮唑释放曲线，从图中可以看出，微胶囊具有良好的苯并三氮唑释放性能，充分说明本专利技术制备出了缓释性能良好的石墨烯卷微胶囊。实施例2：一种包覆苯并三氮唑的石墨烯卷微胶囊的制备方法，该方法是将过饱和的苯并三氮唑溶液与氧化石墨烯混合分散，通过水热反应使石墨烯成卷并将苯并三氮唑包覆其中，具体包括以下步骤：（1）称取1000mg的苯并三氮唑，分散于45mL蒸馏水中，搅拌30min；（2）称取14mg氧化石墨烯，加入步骤（1）所得的溶液中，搅拌1h，然后超声2h，制备成混合分散液；（3）将步骤（2）所得的混合分散液转移到60mL密闭的反应釜中，180℃下水热反应10h；（4）水热反应结束后，将水热釜自然冷却到室温，将所得悬浮液于8000r/min离心5min分离，弃去上层清液，取下层沉淀冷冻干燥，得到石墨烯卷包覆苯并三氮唑的微胶囊。本专利技术中未添加其他助剂，被包覆的物质为苯并三氮唑，也可以是巯基苯并三氮唑、苯并咪唑、卟啉等含有胺基的有机物的一种或几种的混合物。通过离心分离后的石墨烯卷微胶囊，可通过烘干、真空干燥、冷冻干燥等方法得到微胶囊粉体，也可以将粉体再次分散在其他溶剂中，制备得到分散性良好的微胶囊分散液。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊，其特征在于：所述微胶囊的壁材为氧化石墨烯，所述微胶囊的芯材为有机缓蚀剂。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊，其特征在于：所述微胶囊的壁材为氧化石墨烯，所述微胶囊的芯材为有机缓蚀剂。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊，其特征在于：所述有机缓蚀剂为苯并三氮唑、巯基苯并三氮唑，苯并咪唑、卟啉等含有胺基的有机物。3.权利要求1或2所述的基于石墨烯卷的缓蚀剂微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：（1）将一定量有机缓蚀剂溶于蒸馏水中，搅拌20～30min；（2）将一定量氧化石墨烯置于步骤（1）所得的溶液中，搅拌30～60min，超声处理2～3h；（3）将步骤（2）所得分散液置于密闭容器...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋祖伟，任俊锋，钱备，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37