[发明专利]一种氧化铝/氧化石墨烯片状杂化物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，具体涉及一种氧化铝/氧化石墨烯片状杂化物及 其制备方法。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子组成的六元环蜂窝状结构的二维平面新颖材料，是一种从 石墨中剥离出的单层碳原子材料，也是目前世界上最薄的材料，其特殊的结构使它具有极 高的电子载流量、高导电性、高导热性以及高强度等特性，自其发现之日起，便引发了一场 对石墨烯及其复合物结构和性能研究的热潮。

目前，石墨烯可以通过电化学法、化学气相沉淀法、微机械剥离法等方法来制备， 但容易产生石墨烯团聚现象，这一现象的产生也会降低石墨烯的比表面积，从而影响石墨 烯的性能。

发明内容

本发明针对上述不足之处而提供的一种氧化铝/氧化石墨烯片状杂化物及其制备 方法，该方法通过共价键接枝的方法，使用纳米氧化铝修饰氧化石墨烯(GO)，不仅可以避免 氧化铝的团聚现象，还解决了氧化石墨烯多片层堆积的问题，合成的氧化铝/氧化石墨烯片 状杂化物加入环氧涂层中，有良好的相容性和分散性，能有效提高环氧涂层的防腐能力。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种氧化铝/氧化石墨烯片状杂化物的制备方法，包括以下步骤：

(1)氧化石墨烯(GO)的制备

将1g天然石墨和24mL98％浓硫酸混合，冰水浴中搅拌30min，然后加入1g硝酸钠、 5g高锰酸钾，搅拌1.5h后，升至39℃反应2h，再加入41mL去离子水，95℃搅拌1h，接着添加 10％双氧水120mL，反应30min，继续添加盐酸5mL，离心过滤，用去离子水和无水乙醇反复洗 涤固体物质5次，最后，将固体置于60℃真空烘箱中干燥24h，得氧化石墨烯；

(2)改性的Al₂O₃(f-Al₂O₃)的制备

称取0.2g纳米Al₂O₃和8gAPTS于200g无水乙醇中超声分散30min，然后加入16g去 离子水，78℃下搅拌反应4h，离心过滤，用去离子水和无水乙醇反复洗涤固体物质5次，最 后，将固体置于60℃真空烘箱中干燥24h，研磨得f-Al₂O₃；

(3)氧化铝/氧化石墨烯(GO-Al₂O₃)的制备

称取0.05gf-Al₂O₃、氧化石墨烯、100mLN,N-二甲基甲酰胺(DMF)，混匀，超声分散 30min，105℃搅拌反应5h，离心，用无水乙醇洗涤固体物质3次，将固体置于60℃真空烘箱中 干燥24h，研磨得GO-Al₂O₃产品；其中改性的Al₂O₃和氧化石墨烯的重量比为1:2-5。

进一步地，步骤(3)中改性的Al₂O₃和氧化石墨烯的重量比为1:4。

本发明提供的一种氧化铝/氧化石墨烯片状杂化物及其制备方法，具有以下几种 有益效果：

(1)本发明通过共价键接枝的方法，用纳米Al₂O₃改性GO片层，两者间具有较强的结 合力，不仅可以避免Al₂O₃的团聚，而且解决了GO多片层堆积的问题，加入到环氧涂层中，实 现良好的相容性和分散性。

(2)合成的GO-Al₂O₃能大大增强环氧涂层的防腐效果。

附图说明

图1纯环氧树脂涂层断面形貌；

图2GO含量为2wt.％的GO/环氧树脂涂层断面形貌；其中，圈住部分代表没有完全 分散；

图3纳米Al₂O₃含量为2wt.％的纳米Al₂O₃/环氧树脂涂层断面形貌；其中，圈住部 分代表没有完全分散；

图4GO-Al₂O₃含量为2wt.％的GO-Al₂O₃/环氧树脂涂层断面形貌；其中，圈住部分 代表分散性较好，呈现比较均匀的薄片状；