[发明专利]一种氧化石墨烯修饰的硅胶色谱填料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅胶色谱填料领域，特别涉及一种氧化石墨烯修饰的硅胶色谱填料的制备方法。

背景技术

石墨烯（graphene，简写为G），是由单层碳原子平面结构石墨烯堆垛而成的厚度为纳米尺度的两维石墨纳米材料，其极端情况是单层石墨烯。氧化石墨烯（graphene oxide，简写为GO）是石墨烯的氧化物。氧化石墨烯表面有很多的含氧基团（如：C-O-C、C-OH、–-COOH等），可以很容易通过化学反应键合到基底物质的表面。氧化石墨烯修饰的硅胶(GO/SiO₂)色谱填料就是通过一步化学反应将氧化石墨烯固化到硅胶色谱填料表面制得的。

目前，制备氧化石墨烯修饰的硅胶(GO/SiO₂)色谱填料的经典方法是将氧化石墨烯分散在甲苯中与氨基化硅胶加热进行回流反应，从而将氧化石墨烯固化到硅胶表面。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

受到上述制备方法的限制，键合到硅胶上的氧化石墨烯的量难以控制，导致氧化石墨烯修饰的硅胶色谱填料的碳含量较高，应用于液相色谱时，被分析物的保留时间过长，色谱性能较差。

发明内容

为了解决采用现有技术制备的氧化石墨烯修饰的硅胶色谱填料的氧化石墨烯的含量不可控的问题，本发明实施例提供了一种氧化石墨烯修饰的硅胶色谱填料的制备方法。所述技术方案如下：

一种氧化石墨烯修饰的硅胶色谱填料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

（a）将表面含有硅羟基的硅胶加入到澄清透明的氧化石墨烯悬浮液中，进行超声处理、搅拌、离心、洗涤和干燥，得到微米级的GO/SiO₂小球，所述表面含有硅羟基的硅胶和所述氧化石墨烯悬浮液的重量比为1:10；

（b）在惰性气体存在下，将（a）步所得微米级的GO/SiO₂小球在400-500℃焙烧3～4h，得到表面含有单层氧化石墨烯的硅胶色谱填料；

（c）重复上述（a）步-（b）步的操作n次，即可得到表面含有n+1层氧化石墨烯的硅胶色谱填料，n为≥1的整数。

其中，每次重复操作中，均以上一次（b）步所得的表面含有氧化石墨烯的硅胶色谱填料代替第一次操作的（a）步中所述的含有硅羟基的硅胶。例如，完成第一次（a）步-（b）步的操作后，得到了表面含有单层氧化石墨烯的硅胶色谱填料，以该单层氧化石墨烯的硅胶色谱填料代替第一次操作的（a）步中所述的含有硅羟基的硅胶，重复1次（a）步-（b）步的操作，得到了表面含有2层氧化石墨烯的硅胶色谱填料。以此类推，重复n次（a）步-（b）步的操作，即可得到表面含有n+1层氧化石墨烯的硅胶色谱填料。

具体地，所述表面含有硅羟基的硅胶的制备方法为：先将微米级硅胶颗粒进行酸化处理，然后水洗至中性，再真空干燥得到表面含有硅羟基的硅胶。

具体地，所述表面含有硅羟基的硅胶按照如下方法进行制备：先将微米级硅胶颗粒用浓盐酸加热回流4～6h,然后水洗至中性，在120℃，真空度为0.06Mpa的条件下干燥6～8h，得到表面含有硅羟基的硅胶。

具体地，所述澄清透明的氧化石墨烯悬浮液按照如下方法进行制备：先将厚度为纳米级的氧化石墨烯加入到水中，超声处理使所述氧化石墨烯在水中充分分散，然后进行离心，得到澄清透明的氧化石墨烯悬浮液。

具体地，所述氧化石墨烯悬浮液的浓度为1～2mg/mL。

具体地，所述澄清透明的氧化石墨烯悬浮液的制备方法中的超声处理的条件为：超声频率：40KHz，功率200W，超声时间1～2h。

具体地，所述澄清透明的氧化石墨烯悬浮液的制备方法中的离心转速为8000-10000rpm，离心时间为20min。

具体地，所述微米级的GO/SiO₂小球按照如下方法进行制备：将1重量份表面含有硅羟基的硅胶加入到10重量份澄清透明的氧化石墨烯悬浮液中，先在超声频率40KHz，功率200W的条件下超声处理20～30min，再搅拌2～4h，然后进行离心和蒸馏水洗涤3-4次，最后将洗涤后的小球在小于或等于70℃，真空度0.06Mpa的条件下干燥6～8h。

具体地，所述微米级GO/SiO₂小球为浅灰色。

具体地，所述惰性气体为氮气。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：