一种控制石墨烯基材料表面电位的方法

本发明涉及一种通过化学试剂处理石墨烯基材料以控制其表面电位的方法，通过控制化学药剂种类和用量、反应时间、反应温度等参数，制备具有不同表面电位的石墨烯基材料。步骤包括：将氧化石墨分散于溶剂中，超声剥离，制备氧化石墨烯分散液；添加氧化剂、还原剂或具有特定官能团的化学药剂（包括它们的溶液）；水浴回流，磁力搅拌的条件下，控制反应时间及温度；离心洗涤干燥产品；将产品分散于一定溶剂中，调节pH，可得具有一定表面电位的石墨烯基材料分散液。本方法操作简单，成本低廉，适于大量制备不同活性和不同用途（不同表面电性）的石墨烯基功能材料。

1.一种控制石墨烯基材料表面电位的方法，其特征实现步骤如下：（1）把氧化石墨粉体按0.05～1mg ml^-1分散于溶剂中，水浴超声处理0.5～2h，得到氧化石墨烯分散液；（2）把一定质量的氧化剂或还原剂或含有特定官能团的化学试剂，或它们各自的溶液加入步骤（1）所述分散液中，水浴超声分散5～30min，混合均匀；（3）将上述混合溶液装入圆底烧瓶中，水浴保持35～95℃，磁力搅拌下回流反应0～24h；（4）用高速离心机分离出产物，并用洗液多次洗涤、离心，55～80℃烘干；（5）将所得固体粉末分散于超纯水中，浓度0.05～1mg ml^-1,水浴超声分散5～30min，用0.1M盐酸和0.1M氨水调节pH到一定值。
2.根据权利要求1所述的控制石墨烯基材料表面电位的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述氧化石墨利用Hummers法制备；所述溶剂为水、乙醇、乙二醇、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃中的一种或几种的混合物；所使用超声器功率不低于50W。
3.根据权利要求1所述的控制石墨烯基材料表面电位的方法，其特征在于：所述步骤（2）中所述氧化剂是H₂SO₄、HNO₃、H₂O₂、KMnO₄、K₂Cr₂O₇或其任何浓度的水溶液，或者是其中一种或多种物质的任意比例混合物；还原剂是NaBH₄、HF、肼、维生素C或其任何浓度的水溶液，或者是其中一种或多种物质的任意比例混合物；含有特定官能团的化学试剂是乙酸酐、SOCl₂、对苯二胺、乙二胺、氯乙酸或其溶液，或者是其中一种或多种物质的任意比例混合物；所使用超声器功率不低于50W；所述一定质量为步骤（1）所述氧化石墨粉体质量的1～1000倍。
4.根据权利要求1所述的控制石墨烯基材料表面电位的方法，其特征在于：所述步骤（3）中磁力搅拌速度为1～1000转每分钟。
5.根据权利要求1所述的控制石墨烯基材料表面电位的方法，其特征在于：所述步骤（4）中离心过程为100～10000转每分钟离心1～100分钟；洗液为超纯水、乙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种的任意比例混合溶液。
6.根据权利要求1所述的控制石墨烯基材料表面电位的方法，其特征在于：所述步骤（5）中所述pH值为1～10。