分散碳洋葱的方法与流程

本发明涉及改善碳洋葱分散性技术领域，具体为一种温和且高效分散碳洋葱的方法。

背景技术：

碳纳米材料是研究的最广泛和应用最多的纳米材料，由于它们具有很多优异而独特的光学、电学和化学性质，在储氢、传感、超电和光电器件等方面都呈现出广泛的应用前景，为合成新的碳纳米复合材料和微型化的电子元件开辟了新的道路，也因此吸引了国际上众多研究学者的广泛关注，成为了研究的前沿热点。碳洋葱具有优越的力学性能、大的比表面、高的稳定性以及强的导电性而成为了一直以来的研究热点。

然而，碳洋葱在水或有机溶剂中较差的分散性限制了其进一步的应用，因此有效改善碳洋葱的分散性成为了一个难题，这也正是本发明欲解决的问题。

技术实现要素：

本发明为了进一步改善碳洋葱的分散性，提出了在室温条件下利用氧化石墨（GO）来分散碳洋葱的方法。

一种分散碳洋葱的方法，包括如下步骤：

（1）、将氧化石墨配置成0.5mg·mL^-1的GO分散液，在超声波功率为100W条件下超声分散1h，在转速8000rpm下离心，取离心后的上清液得到GO分散液；用超纯水将该GO分散液稀释，制备成浓度为0.2mg/mL~0.01mg/mL的GO分散液备用；

（2）、向上述浓度的GO分散液中加入C洋葱，并在超声波功率为100W条件下超声分散1h，静止，获得稳定的碳洋葱分散液。

优选的，步骤（1）中，氧化石墨利用Hummer法制备。

优选的，步骤（1）中GO分散液浓度为0.1mg/mL~0.01mg/mL。

进一步优选的，步骤（1）中GO分散液浓度为0.1mg/mL。

该方法利用了GO的疏水性以及GO与碳洋葱之间的π-π相互作用。与普通的表面活性剂相比，该方法比较温和、绿色且关键是GO的引入使得在碳洋葱的分散过程中并未引入非碳物质，在碳洋葱进一步的应用方面有着广阔的前景。

本发明操作方法简单，经本发明处理的碳洋葱在水中的分散性获得了显著的提高，为碳洋葱真正应用于复合材料及电极材料等创造了条件，具有较好的应用推广价值。

附图说明

图1表示本发明中碳洋葱在水中（a）和在浓度为0.1mg/mL的氧化石墨分散液（b）中分散超声1h后的TEM图。

图2表示5个小瓶分别为10 mg碳洋葱在0.2mg/mL GO分散液（a）、高纯水（b）、0.1mg/mL GO分散液（c）、0.05mg/mL GO分散液（d）以及0.01mg/mL GO分散液（e）中超声1h后并在室温条件下静置8小时的状态图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。

一种在水中温和且高效分散碳洋葱的方法，包括如下步骤：

1、将利用Hummer法制备的氧化石墨配置成0.5mg·mL^-1的GO分散液，在超声波功率为100W条件下超声分散1h，在转速8000rpm下离心5min，取离心后的上清液得到GO的分散液。用超纯水将该GO分散液稀释，分别制备成5mL 浓度分别为0.2mg/mL、0.1mg/mL、0.05mg/mL以及0.01mg/mL的GO分散液备用。

2、向上述体积均为5.0 mL浓度分别为0.1mg/mL、0.05mg/mL以及0.01mg/mL的GO分散液中分别加入10.0mg的C洋葱，并在超声波功率为100W条件下超声分散1h。

发现碳洋葱在0.1mg/mL、0.05mg/mL以及0.01mg/mL的GO分散液中均获得了明显的分散效果，几乎没有团聚和下层，可见碳洋葱在GO分散液中的分散性获得了明显提高。附图2为碳洋葱在不同浓度的GO水溶液中超声一小时后并静置8小时的分散结果，实验发现碳洋葱在0.05mg/mL以及0.01mg/mL的GO分散液中的瓶子底部有一些细微的沉淀；而在0.1mg/mL的GO中几乎没有下层和团聚，可见碳洋葱在0.1mg/mL 的GO分散液中获得了更加稳定和高效的分散。

本实施例方法充分利用氧化石墨烯（GO）与碳洋葱之间较强的π-π相互作用，将不同浓度的氧化石墨烯溶液（0.1mg/mL、0.05mg/mL和0.01mg/mL）用于碳洋葱的分散，对相同质量的碳洋葱在不同浓度的氧化石墨烯溶液中的分散性进行了比较和优化，最终得出碳洋葱在浓度为0.1mg/mL的氧化石墨烯溶液中获得了更高效和稳定的分散。

本发明操作方法简单，经本发明处理的碳洋葱的分散性显著提高，为碳洋葱在复合材料制备及电化学传感等方面的应用创造了条件。

上述实施方式仅用于说明本发明的内容，但这并非是对本发明的限制，本领域的相关技术人员，在不脱离本发明的范围的情况下，还可以做出相应的调整和变型，因此所有等同替换或等效变型的方式形成的技术方案均属于本发明的保护范围。