[发明专利]一种改性氧化石墨烯催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性氧化石墨烯催化剂的制备方法，涉及催化剂制备技术领域，包括以下制备步骤：1）将氧化石墨烯分散于溶剂中，制备得到氧化石墨烯溶液；2）对氧化石墨烯溶液中进行插层改性反应，制备得到改性氧化石墨烯溶液；3）将改性氧化石墨烯溶液进行离心洗涤，再超声分散于溶剂中，制备得到改性氧化石墨烯分散液；4）在改性氧化石墨烯分散液中加入催化剂，反应进行催化剂的负载，制备得到改性氧化石墨烯催化剂溶液；5）将改性氧化石墨烯催化剂溶液进行离心洗涤、冷冻干燥，制备得到改性氧化石墨烯催化剂。本发明氧化石墨烯在改性以后可以显著地扩大其层间距，有利于后续催化剂的负载以及石墨烯复合材料层间反应的发生。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，尤其涉及一种改性氧化石墨烯催化剂的制备方法。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子SP²杂化构成的仅有一个碳原子层厚度的二维层状材料，最早由英国曼彻斯特大学的Geim教授通过胶带剥离石墨所得。其具有优异的物理化学性能，比表面积可达2630 m²/g，机械强度高，生物安全性好，在催化剂负载方面有着广泛的应用前景。但是结构完整的石墨烯不含有任何不稳定键，表面呈现化学惰性，且层与层之间具有较强的范德华力，难以在水相体系或者有机溶剂中分散，导致催化剂的络合存在一定困难。

氧化石墨烯作为石墨烯的衍生物，主要是通过化学试剂的强氧化与插层剥离所得。相对于石墨烯而言，氧化石墨烯比表面积与其相近，同时氧化石墨烯的表面与边缘存在着大量的含氧官能团和缺陷，为其在溶剂中的分散以及后期的化学改性创造了条件。以氧化石墨烯为催化剂载体时，其表面的缺陷和官能团可以为催化剂的负载提供一定的络合位点，降低催化剂在体系中的团聚，从而提高其反应活性。但是在制备石墨烯改性高分子复合材料的过程中，作为催化剂载体的氧化石墨烯在有机溶剂中的分散性有限，与高分子基体的相容性较差，一定程度上限制了石墨烯改性高分子材料的优异性能。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种用于合成碳酸丙烯酯的催化剂及其制备方法”，其公告号CN104624231B，其公开了一种用于合成碳酸丙烯酯过程的固体催化剂的制备方法，该方法以氧化石墨烯为载体，以1,2-二溴乙烷和三乙胺为原料，通过一步反应即可获得用于二氧化碳与环氧丙烷环加成反应合成碳酸丙烯酯的固体催化剂。然而该方法制备得到的催化剂载体的氧化石墨烯在有机溶剂中的分散性有限，与高分子基体的相容性较差，限制了石墨烯改性高分子材料的优异性能。

发明内容

本发明是为了克服目前催化剂载体的氧化石墨烯在有机溶剂中的分散性有限，与高分子基体的相容性较差，限制了石墨烯改性高分子材料的优异性能等问题，提出了一种改性氧化石墨烯催化剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种改性氧化石墨烯催化剂的制备方法，包括以下制备步骤：

1）将氧化石墨烯分散于溶剂中，制备得到氧化石墨烯溶液；

2）在氧化石墨烯溶液中加入改性剂进行反应，制备得到改性氧化石墨烯溶液；

3）将改性氧化石墨烯溶液进行离心洗涤，再超声分散于溶剂中，制备得到改性氧化石墨烯分散液；

4）在改性氧化石墨烯分散液中加入催化剂，反应进行催化剂的负载，制备得到改性氧化石墨烯催化剂溶液；

5）将改性氧化石墨烯催化剂溶液进行离心洗涤、冷冻干燥，制备得到改性氧化石墨烯催化剂。