改性三维石墨烯及其制备方法和聚合物复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚合物复合材料领域，具体地，涉及改性三维石墨烯及其制备方法和聚合物复合材料及其制备方法。所述改性三维石墨烯上连接有由改性剂提供的改性基团，所述改性剂为芳香二胺类化合物。本发明专利技术提供的改性三维石墨烯具有较高的形状稳定性，所得的聚合物复合材料具有优异的力学性能，并且可以在较低的石墨烯含量下，获得较高的导电率。

Modified three-dimensional graphene and its preparation methods, polymer composites and preparation methods

【技术实现步骤摘要】
改性三维石墨烯及其制备方法和聚合物复合材料及其制备方法
本专利技术涉及聚合物复合材料领域，具体地，涉及改性三维石墨烯及其制备方法和聚合物复合材料及其制备方法。
技术介绍
石墨烯是排布于同一平面的单层碳原子，碳碳之间键长为0.142nm，以二维蜂窝晶格形式排列。石墨烯中的电子具有相对论性粒子特征，几乎没有质量，使石墨烯具有量子霍尔效应。石墨烯具有极高的电子迁移率(在室温下高达250000CM2/Vs)，出众的热导率(5000W/mK)和优异的力学性能(杨氏模量高达1TPa)。这些诸多优异特性使石墨烯在不同领域都具有很大的应用前景，例如单层分子气体探测，透明电极，复合材料以及能量存储设备(超级电容器，锂电池)等。尤其在材料领域，石墨烯的研究已经扩展到很多的应用领域，例如大规模自组装，场效应设备，传感器，透明电极，光学探测器，太阳能电池，能量存储装置，聚合物复合材料以及纳米复合材料等。石墨烯及其衍生物是制备聚合物基复合材料的理想填料，赋予复合材料优异力学性能及特殊功能性，在电子、航空、汽车以及新能源领域有着广泛的应用前景。制备石墨烯/聚合物复合材料的主要难点是：1、易于堆叠以及在基体或者溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性三维石墨烯，其特征在于，所述改性三维石墨烯上连接有由改性剂提供的改性基团，所述改性剂为芳香二胺类化合物。

【技术特征摘要】
1.一种改性三维石墨烯，其特征在于，所述改性三维石墨烯上连接有由改性剂提供的改性基团，所述改性剂为芳香二胺类化合物。2.根据权利要求1所述的改性三维石墨烯，其中，以所述改性三维石墨烯的总重量为基准，由所述改性剂提供的改性基团的含量为20-50重量％，优选为30-45重量％；优选地，所述芳香二胺类化合物由式R1HN-L1-R-L2-NHR1所表示，其中，R选自取代的或未取代的芳香基团，L1和L2各自独立地选自C0-C3的亚烷基，R1各自独立地为H、C1-C4的烷基和苯基中的一种或多种；优选地，所述芳香二胺类化合物为对苯二胺、邻苯二胺、间苯二胺、1,5-萘二胺和N,N’-二苯基联苯二胺中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的改性三维石墨烯，其中，所述改性三维石墨烯的密度为3-10mg/cm3，优选为3-6mg/cm3；孔隙率为80-99％，优选为90-99％，更优选为92-96％。4.一种改性三维石墨烯的制备方法，其特征在于，该方法包括：(1)将改性剂与氧化石墨烯溶液混合，而后引入还原剂并调节反应体系的pH至碱性，得到碱性溶液；所述改性剂为芳香二胺类化合物；(2)将步骤(1)的碱性溶液进行保温处理，以制得石墨烯水凝胶；(3)将所述石墨烯水凝胶中未反应的改性剂除去后，进行冷冻干燥处理，由此获得改性三维石墨烯，该改性三维石墨烯上连接有由改性剂提供的改性基团。5.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤(1)中，所述改性剂的用量使得所得的改性三维石墨烯上由改性剂提供的改性基团的含量为20-50重量％，优选为30-45重量％。6.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤(1)中，所述改性剂和氧化石墨烯的重量比为100-1200：100，优选为200-1000：100，更优选为250-800：100，更进一步优选为280-600：100。7.根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其中，所述芳香二胺类化合物由式R1HN-L1-R-L2-NHR1所表示，其中，R选自取代的或未取代的芳香基团，L1和L2各自独立地选自C0-C3的亚烷基，R1各自独立地为H、C1-C4的烷基和苯基中的一种或多种；优选地，所述芳香二胺类化合物为对苯二胺、邻苯二胺、间苯二胺、1,5-萘二胺和N,N’-二苯基联苯二胺中的一种或多种。8.根据权利要求4-7中任意一项所述的方法，其中，所述氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐功庆，解希铭，王丽丽，王丽静，赵青松，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11