一种亲油性氮化碳纳米片制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种亲油性氮化碳纳米片的制备方法及应用。步骤包括：(1)以三聚氰胺为起始原料，制备黄色的石墨相氮化碳；(2)以石墨相氮化碳，通过热处理等处理后经过离心后，得到氮化碳纳米片；(3)在无水甲苯体系中，用异氰酸酯改性剂对氮化碳纳米片进行改性处理，得到亲油性氮化碳纳米片分散液；(4)经过离心、分离、干燥得到亲油性氮化碳纳米片。该制备方法工艺简单，易于工业化生产，得到亲油性氮化碳纳米片与有机溶剂具有良好的相容性、分散均匀等特点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种亲油性氮化碳纳米片制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及亲油性氮化碳纳米片领域，特别涉及一种亲油性氮化碳纳米片的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]石墨相氮化碳(g
‑
C3N4)作为一种古老的聚合物,具有密度低、化学稳定性高、生物兼容性好、耐磨性强等优点,在高性能耐磨涂层、膜材料、催化剂及催化剂载体、金属氮化物的制备等领域具有广阔的应用前景,长期以来受到人们的广泛关注。
[0003]石墨相氮化碳(g
‑
C3N4)作为一种无机材料，表面含有大量的氨基，很难溶解于有机溶剂中，更难与其他功能高分子材料均匀地复合，这极大限制了石墨相氮化碳在功能材料的发展与应用。此外，石墨相氮化碳(g
‑
C3N4)近年来开始作为传感器用于金属离子的检测、酸性气体的检测和生物成像等方面。改善石墨相氮化碳(g
‑
C3N4)在不同溶剂的分散性和材料的相容性，成为扩展石墨相氮化碳应用领域亟待解决的问题。为此，研究人员对石墨相氮化碳进行了相应的有机改性。例如文献《Developing apolymeric semiconductor photocatalyst with visible light response》(Chemical Communications,2010,46(39):7325
‑
7327)通过三聚氰胺与均苯四甲酸二酐共聚可以合成改性的石墨相氮化碳。福建大学王心晨课题组在文献《Two dimensional conjugated polymers with enhanced optical a bsorption and charge separation for photocatalytic hydrogen evolution》(Energy&Environmental Science,2014,7(6):1902
‑
1906)中分别使用邻氨基苯甲腈和2
‑
氨基噻吩
‑3‑
甲腈与尿素混合后在马弗炉530℃下反应4h，获得的石墨相氮化碳结构中分别具有亚苯基和噻吩基团。王继刚等的专利(专利号：CN 107008496 A)中石墨相氮化碳与十六烷基三甲基溴化铵或油酸混合后加入到冰醋酸中进行超声，然后进行水热反应，最后将样品洗涤至中性，干燥得到能够稳定分散于基础油PAO6的石墨相氮化碳材料。蒋炜等的专利(专利号：CN 110790515B)首先以富碳氮化合物为原料经煅烧制备出石墨相氮化碳，进一步通过一步气相沉积法，将石墨相氮化碳蒸镀到基材上，得到具有超亲性能的透明材料。上述的改性均发生在制备石墨相氮化碳的过程，采用比较苛刻的反应条件(水热法、蒸镀法、高温)，并且在制备过程不可控等原因，制备步骤繁琐，条件要求高，不易产业化。而对于石墨相氮化碳常规方法有机改性仍未有报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种亲油性氮化碳纳米片制备方法及应用。
[0005]一种亲油性氮化碳纳米片制备方法，包括步骤如下：
[0006](1)将氮化碳纳米片g
‑
C3N4分散到非质子性溶剂中，得到氮化碳纳米片分散液，并不断搅拌；
[0007](2)将异氰酸酯加入氮化碳纳米片分散液中，在回流温度或100℃及以上反应一段时间；
[0008](3)将步骤(2)的产物经过离心、分离、干燥得到亲油性氮化碳纳米片。
[0009]作为优选，其中氮化碳纳米片与异氰酸酯的质量比为1:05～1:5，所述的异氰酸酯为异氰酸十八酯、2,4
‑
甲基二异氰酸酯、六亚甲基异氰酸酯、三异氰酸酯、异氰酸正丁酯、2
‑
氯异氰酸乙酯、4
‑
溴苯异氰酸酯、叔辛基异氰酸酯、环己基异氰酸酯、2
‑
苯乙基异氰酸酯、异氰酸酯、异氰酸乙酯、异氰酸异丙酯、异氰酸正丁酯、2
‑
对氟异氰酸酯、4
‑
碘苯异氰酸酯、叔丁酯异氰酸酯、对甲苯异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、异氰酸氯磺酰酯、异氰酸苯磺酰酯、异硫氰酸异丙酯、氯乙酰异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯甲酰异氰酸酯、邻氯异氰酸酯、邻甲苯异氰酸酯、间氯苯异氰酸酯、间甲苯异氰酸酯、1,3
‑
苯二异氰酸酯、2
‑
氟苯基异氰酸酯、3
‑
氯丙基异氰酸酯、3
‑
氰基苯异氰酸酯、3
‑
苯丙基异氰酸酯、4
‑
氟苄基异氰酸酯、4
‑
氯苯基异氰酸酯、4
‑
氰基苯异氰酸酯、十二烷基异氰酸酯、十六烷基异氰酸酯、异氰酸对氟苯基酯、邻甲苯异硫氰酸酯、间甲苯异硫氰酸酯、3,4
‑
二氯苯异氰酸酯、3,5
‑
二氯苯异氰酸酯、甲苯2,6
‑
二异氰酸酯、2
‑
异丙基苯异氰酸酯、2
‑
氟
‑4‑
碘苯异氰酸酯、2
‑
氟苯乙基异氰酸酯、2
‑
氯
‑3‑
氟苯异氰酸酯、2
‑
硝基苯基异氰酸酯、3
‑
氟苯甲基异氰酸酯、3
‑
氯
‑4‑
氟苯异氰酸酯、3
‑
甲基苄基异氰酸酯、3
‑
硝基苯基异氰酸酯、4
‑
氯苯乙基异氰酸酯、4
‑
甲氧苄基异氰酸酯、4
‑
甲苯磺酰异氰酸酯、4
‑
碘苯硫代异氰酸酯、4苯氧基异氰酸酯、L
‑
赖氨酸二异氰酸酯、甲苯
‑2‑4‑
二异氰酸酯、三氟乙酰基异氰酸酯、三甲基硅基异氰酸酯、乙氧基羰酰异氰酸酯、对氯苯磺酰异氰酸酯、对甲氧基苯异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,4
‑
二氟苯基异氰酸酯、2,4
‑
二氯苄基异氰酸酯、2,4
‑
二氯苯基异氰酸酯
‑
2,6
‑
二氟苯基异氰酸酯、2,6
‑
二甲苯基异氰酸酯、3，5
‑
二氟苯基异氰酸酯、3
‑
叔丁基苯基异氰酸酯、3
‑
甲氧基苯基异氰酸酯、4
‑
二甲氨基苯异氰酸酯、4
‑
氟
‑3‑
甲苯基异氰酸酯、环己烷
‑
1,4
‑
二异氰酸酯、1,5
‑
二异氰酸萘、对异丙基苯基异氰酸酯、邻氯苯磺酰基异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、2,6
‑
二异丙基苯异氰酸酯、2
‑
(氯甲基)苯基异氰酸酯、3，3
‑
二苯基丙基异氰酸酯、3,5
‑
二甲基苯基异氰酸酯、3，5
‑
二甲氧基苯异氰酸酯、4...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亲油性氮化碳纳米片制备方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)将氮化碳纳米片g
‑
C3N4分散到非质子性溶剂中，得到氮化碳纳米片分散液，并不断搅拌；(2)将异氰酸酯加入氮化碳纳米片分散液中，在溶剂回流温度或100℃及以上反应一段时间；(3)将步骤(2)的产物经过离心、分离、干燥得到亲油性氮化碳纳米片。2.根据权利要求1所述的一种亲油性氮化碳纳米片制备方法，其特征在于：其中氮化碳纳米片与异氰酸酯的质量比为1:0.5～1:5，所述的异氰酸酯为异氰酸十八酯、2,4
‑
甲基二异氰酸酯、六亚甲基异氰酸酯、三异氰酸酯、异氰酸正丁酯、2
‑
氯异氰酸乙酯、4
‑
溴苯异氰酸酯、叔辛基异氰酸酯、环己基异氰酸酯、2
‑
苯乙基异氰酸酯、异氰酸酯、异氰酸乙酯、异氰酸异丙酯、异氰酸正丁酯、2
‑
对氟异氰酸酯、4
‑
碘苯异氰酸酯、叔丁酯异氰酸酯、对甲苯异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、异氰酸氯磺酰酯、异氰酸苯磺酰酯、异硫氰酸异丙酯、氯乙酰异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯甲酰异氰酸酯、邻氯异氰酸酯、邻甲苯异氰酸酯、间氯苯异氰酸酯、间甲苯异氰酸酯、1,3
‑
苯二异氰酸酯、2
‑
氟苯基异氰酸酯、3
‑
氯丙基异氰酸酯、3
‑
氰基苯异氰酸酯、3
‑
苯丙基异氰酸酯、4
‑
氟苄基异氰酸酯、4
‑
氯苯基异氰酸酯、4
‑
氰基苯异氰酸酯、十二烷基异氰酸酯、十六烷基异氰酸酯、异氰酸对氟苯基酯、邻甲苯异硫氰酸酯、间甲苯异硫氰酸酯、3,4
‑
二氯苯异氰酸酯、3,5
‑
二氯苯异氰酸酯、甲苯2,6
‑
二异氰酸酯、2
‑
异丙基苯异氰酸酯、2
‑
氟
‑4‑
碘苯异氰酸酯、2
‑
氟苯乙基异氰酸酯、2
‑
氯
‑3‑
氟苯异氰酸酯、2
‑
硝基苯基异氰酸酯、3
‑
氟苯甲基异氰酸酯、3
‑
氯
‑4‑
氟苯异氰酸酯、3
‑
甲基苄基异氰酸酯、3
‑
硝基苯基异氰酸酯、4
‑
氯苯乙基异氰酸酯、4
‑
甲氧苄基异氰酸酯、4
‑
甲苯磺酰异氰酸酯、4
‑
碘苯硫代异氰酸酯、4苯氧基异氰酸酯、L
‑
赖氨酸二异氰酸酯、甲苯
‑2‑4‑
二异氰酸酯、三氟乙酰基异氰酸酯、三甲基硅基异氰酸酯、乙氧基羰酰异氰酸酯、对氯苯磺酰异氰酸酯、对甲氧基苯异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,4
‑
二氟苯基异氰酸酯、2,4
‑
二氯苄基异氰酸酯、2,4
‑
二氯苯基异氰酸酯
‑
2,6
‑
二氟苯基异氰酸酯、2,6
‑
二甲苯基异氰酸酯、3，5
‑
二氟苯基异氰酸酯、3
‑
叔丁基苯基异氰酸酯、3
‑
甲氧基苯基异氰酸酯、4
‑
二甲氨基苯异氰酸酯、4
‑
氟
‑3‑
甲苯基异氰酸酯、环己烷
‑
1,4
‑
二异氰酸酯、1,5
‑
二异氰酸萘、对异丙基苯基异氰酸酯、邻氯苯磺酰基异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、2,6
‑
二异丙基苯异氰酸酯、2
‑
(氯甲基)苯基异氰酸酯、3，3
‑
二苯基丙基异氰酸酯、3,5
‑
二甲基苯基异氰酸酯、3，5
‑
二甲氧基苯异氰酸酯、4
‑
(三氟甲基)异氰酸苯酯、4
‑
(氯甲基)苯基异氰酸酯、4
‑
(甲硫基)苯基异氰酸酯、4
‑
(甲硫基)苯基异氰酸酯、2
‑
(叔丁基)苯基异氰酸酯、2
‑
氟
‑5‑
甲基苯基异氰酸酯、2
‑
氯
‑5‑
甲基苯基异氰酸酯、3
‑
氟
‑2‑
甲基苯基异氰酸酯、3
‑
氯
‑4‑
甲基苯基异氰酸酯、4
‑
乙氧羰基苯基异氰酸酯、4
‑
氯
‑3‑
甲基苯基异氰...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宝成，韩想，董晓平，汤骏，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：