用酸处理有机高分子材料的方法，以及表面附碳材料、含有官能化石墨烯的粉末产品的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用酸处理有机高分子材料的方法，以及由该方法获得的表面附碳材料、含有官能化石墨烯的粉末产品等。
【背景技术】
[0002]本申请的【背景技术】披露于以下文献中:
[0003]Virendra Singh, Daeha Joung, Lei Zhai, Soumen Das, Saiful1.KhondakerjSudipta Seal.Graphene based materials:Past, present and future.Progress in Materials Science56 (2011) 1178-1271.
【发明内容】
[0004]本发明涉及使用酸处理有机高分子材料从而获得表面碳化的材料或含石墨烯的粉末材料的方法。
[0005]具体地，本发明包含以下内容:
[0006]实施方式1.处理待处理材料的表面的方法(或者制备表面附碳材料的方法)，所述方法包括:使酸与待处理材料接触从而获得表面附碳材料。
[0007]实施方式2.实施方式I的方法，其中在接触时，所述酸的温度为25_150°C，优选30至130°C，优选40至120°C，优选45至110°C，优选50至100°C，优选55至95°C，优选60至90°C，优选65至85°C，优选70至80°C。
[0008]实施方式3.前述实施方式中任一项的方法，其中所述接触所持续的时间为0.1秒至30天,优选I秒至I天,更优选10秒至10小时,更优选60秒至I小时,更优选300秒至10分钟。
[0009]实施方式4.前述实施方式中任一项的方法，其中所述待处理材料与酸的重量比为:10000:1 至 1:10000，优选 5000:1 至 1:5000，更优选 2000:1 至 1:2000，更优选 1000:1至1:1000，更优选500:1至1:500，更优选100:1至1:100，更优选至50:1至1:50，更优选至10:1至1:100,更优选至1:1至1:90,更优选至1:2至1:80,更优选至1:3至1:70,更优选至1:4至1:50,更优选至1:5至1:40,更优选至1:8至1:30,更优选至1:9至1:25,更优选至1:10至1:15,更优选至1:11至1:13。
[0010]实施方式5.前述实施方式中任一项的方法，其中所述待处理材料是有机高分子材料或者所述待处理材料的表面覆盖有有机高分子材料，优选地，所述有机高分子材料是塑料。
[0011]实施方式6.实施方式5的方法，其中所述有机高分子材料选自聚烯烃(例如聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯)、聚酯、聚酰胺。
[0012]实施方式7.前述实施方式中任一项的方法，其中所述酸是路易斯酸或者布朗斯特酸。
[0013]实施方式8.前述实施方式中任一项的方法，其中所述酸选自有机酸或无机酸，例如有机磺酸或无机磺酸。在一种实施方式中，所述表面附碳材料的表面碳层带有磺酸基团。
[0014]实施方式9.前述实施方式中任一项的方法，其中所述酸选自氟磺酸、氯磺酸、硫酸/盐酸混合物、硫酸/氢氟酸混合物，及其任意组合。
[0015]实施方式10.前述实施方式中任一项的方法，其中所述酸的浓度为高于80%，优选高于81 %，优选高于82 %，优选高于83 %，优选高于84 %，优选高于85 %，优选高于86 %，优选高于87 %，优选高于88 %，优选高于89 %，优选高于90 %，优选高于91%，优选高于92 %，优选高于93 %，优选高于94 %，优选高于95 %，优选高于96 %，优选高于97 %，优选高于98 %，优选高于99 %，最优选为99.5 %至100 %。
[0016]实施方式11.一种表面附碳材料，其中所述材料具有表面碳层，所述表面碳层的表面电阻为114至10 Ω，优选113至12 Ω，优选112至13 Ω，优选111至14 Ω，优选101°至15 Ω，优选19至16 Ω，优选18至17 Ω。在一种实施方式中，所述表面碳层是连续的(优选在视觉上是连续的)。在一种实施方式中，所述表面碳层是光滑的(优选在视觉上是光滑的)。
[0017]实施方式12.实施方式11的表面附碳材料，其中所述表面碳层的厚度为10 9-10 1米，优选10 8-10 2米，优选10 7-10 3米，优选10 6-10 4米，优选10 5-10 3米。
[0018]实施方式13.实施方式11或12的表面附碳材料，其中所述表面碳层具有微孔结构，其中所述微孔的孔径为0.001-100微米，0.004-50微米，优选0.008-10微米，优选0.01-8微米，优选0.05-5微米，优选0.1-1微米，优选0.3-0.7微米，优选0.4-0.6微米。
[0019]实施方式14.实施方式11-13中任一项的表面附碳材料，其中所述表面附碳材料由实施方式1-10中任一项的方法制备。
[0020]实施方式15.由实施方式1-10中任一项的方法制备的制品，或者由实施方式11-14中任一项的表面附碳材料制备的制品。
[0021]实施方式16.实施方式15的制品，其中所述制品选自:塑料电镀制品，抗静电管(板/膜)，散热片(膜)。
[0022]实施方式17.制备固体粉末或其溶液的方法，其中所述方法包括以下步骤:
[0023]a.使酸与待处理材料接触，其中所述待处理材料含有有机高分子材料，优选地，所述待处理材料是有机高分子材料，更优选所述有机高分子材料是塑料；
[0024]b.进行分离从而获得所述固体粉末或者所述固体粉末的水溶液。
[0025]实施方式18.实施方式17的方法，其中在接触时，所述酸的温度为60_175°C，优选65至170°C，优选70至165°C，优选75至160°C，优选80至155°C，优选85至150°C，优选90 至 145°C，优选 95 至 140°C，优选 100 至 135°C，优选 105 至 130°C，优选 110 至 125°C，优选 115 至 120。。。
[0026]实施方式19.实施方式17-18中任一项的方法，其中所述接触所持续的时间为5分钟至30天,优选10分钟至15天,更优选30分钟至72小时,更优选I小时至40小时,更优选2小时至30小时，更优选5小时至24小时，更优选10小时至20小时，更优选12小时至18小时。
[0027]实施方式20.实施方式17-19中任一项的方法，其中所述待处理材料与酸的重量比为:10000:1 至 1:10000，优选 5000:1 至 1:5000，更优选 2000:1 至 1:2000，更优选 1000:1至1:1000，更优选500:1至1:500，更优选100:1至1:100，更优选至50:1至1:50，更优选至10:1至1:100,更优选至1:1至1:90,更优选至1:2至1:80,更优选至1:3至1:70,更优选至1:4至1:50,更优选至1:5至1:40,更优选至1:8至1:30,更优选至1:9至1:25,更优选至1:10至1:15,更优选至1:11至1:13。
[0028]实施方式21.实施方式17-20中任一项的方法，其中在进行所述接触之前，将所述酸恒温5-60分钟。
[0029]实施方式22.实施方式17-21中任一项的方法，其中所述有机高分子材料选自聚烯烃(例如聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯)、聚酯、聚酰胺。
[0030]实施方式23.实施方式17-22中任一项的方法，其中所述酸是路易斯酸或者布朗斯特酸。
[0031]实施方式24.实施方式17-23中任一项的方法，其中所述酸选自有机酸或无机酸，例如有机磺酸或无机磺酸。在一种实施方式中，所述固体粉末带有磺酸基团。
[0032]实施方式25.实施方式17-24中任一项的方法，其中所述酸选自氟磺酸、氯磺酸、硫酸/