【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及石墨烯，特別是涉及一種以雙子表面活性劑結合砂磨工藝制備石墨烯分散液的方法。
技術介紹
1、理想的石墨烯是一種單層碳原子的二維材料，具有高度結晶、高面積比、超薄結構和優異的電學、光學和熱學性質。但石墨烯具有極高的表面能，為了降低這種高表面能，石墨烯片層之間會傾向于相互靠近并堆疊在一起，從而形成團聚體。同時石墨烯的各片層之間存在著很強的分子間作用力，如范德華力等，若分散劑的選擇不當或分散條件不足，就會導致石墨烯在溶液中無法充分分散，進而發生團聚。
2、目前石墨烯的分散一直是制約石墨烯推廣應用的關鍵技術瓶頸，對于石墨烯而言，目前較為通用的一種分散方法是物理分散如①機械分散，包括球磨機、砂磨機，通過對石墨烯進行強烈的剪切和撞擊，打破層間的范德華力實現分散。②超聲分散，通過空化效應產生高能震蕩，使石墨烯在溶液中分散。③微波輻射，利用微波加熱的能量使石墨烯在溶劑中分散。另一種分散方法是化學改性分散如①共價鍵分散，由化學反應引入羥基、羧基等官能團，改善石墨烯親水性和分散性，但可能破壞石墨烯的本征結構。②非共價鍵改性，利用表面活性劑與石墨烯片層之間形成π-π相互作用或靜電相互作用實現分散，同時不會破壞石墨烯的本征結構。
3、為了維持石墨烯的本征結構和粒徑分布的一致性，將機械分散與非共價鍵改性相結合制備石墨烯分散液。機械分散中砂磨機對石墨烯具有高效的分散能力以及對粒徑能夠實現精確控制，非共價改性中若選擇傳統表面活性劑其分子結構單一、表面活性有限，降低表面張力的能力可能較弱、環境適應性差、應用具有局限性。>
技術實現思路
1、針對現有技術中存在的不足，本專利技術提供了一種以雙子表面活性劑結合砂磨工藝制備石墨烯分散液的方法。
2、本專利技術提供了一種以雙子表面活性劑結合砂磨工藝制備石墨烯分散液的方法，包括以下步驟：向雙子表面活性劑溶液中加入石墨烯，進行預分散，將所得石墨烯水溶液進行砂磨，得到所述石墨烯分散液。
3、作為本專利技術的優選技術方案，所述雙子表面活性劑包括酰胺基雙子季銨鹽雙子表面活性劑(gs-a6)、雙子星非離子表面活性劑潤濕流平劑(104e)和磺酸鹽雙子表面活性劑(yty-18)中的一種或多種。
4、作為本專利技術的優選技術方案，所述雙子表面活性劑溶液中，溶質與溶劑的質量比為(0.3～1.0):100。
5、測試雙子表面活性劑溶液表面張力，以確定雙子表面活性劑的臨界膠束濃度，為表面活性劑的使用方法提供科學依據，有助于優化表面活性劑的使用濃度，避免浪費并達到最佳效果。
6、作為本專利技術的優選技術方案，所述雙子表面活性劑與石墨烯的質量比為(0.3～1.0):2.5。
7、作為本專利技術的優選技術方案，所述預分散前，將體系ph調節至3～11。
8、如果不調節ph范圍為1～2左右，偏酸性。ph的變化會直接影響漿料中顆粒表面的電位，從而影響顆粒間的靜電作用。預分散前將體系ph調節為3～11，顆粒間的靜電斥力增強，有利于防止顆粒團聚，提高漿料的穩定性。
9、作為本專利技術的優選技術方案，所述預分散包括磁力攪拌、槳式攪拌和超聲分散中一種或多種組合；所述磁力攪拌和槳式攪拌的轉速為600r/min，所述超聲分散的頻率為40khz，所述預分散的時間為2h。
10、通過預分散，石墨烯充分浸潤到溶液中，溶液沒有飄浮的粉體。
11、作為本專利技術的優選技術方案，所述砂磨轉速為500～3000r/min，時間為10～120min。
12、經過砂磨，使石墨烯的粒徑達到0.5～5μm。
13、本專利技術還提供了一種根據上述所述的方法得到的石墨烯分散液。
14、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
15、雙子表面活性劑具有兩條疏水鏈、兩個親水基、一個連接基，這使得其在界面排列更緊密，表面能更低，具有更高的表面活性，可以顯著降低液體表面張力結合砂磨工藝可以制備高分散穩定性的石墨烯分散液。
16、本專利技術在石墨烯分散液的制備中，雙子表面活性劑獨特的雙親結構使其更有效地與石墨烯表面和分散介質相互作用，親水基團與水分子具有良好的相容性，而疏水基團則能與石墨烯的非極性表面相互吸引，從而增強石墨烯在分散介質中的穩定性。其次，砂磨工藝能使石墨烯與雙子表面活性劑充分接觸，并能夠在一定程度上控制石墨烯的粒徑分布。
17、本專利技術的方法能實現石墨烯的高效分散，且穩定性好，整個制備過程綠色安全環保，同時顯著簡化了材料后續加工工藝，雙子表面活性劑可為石墨烯的進一步加工和應用提供有力支持，具有重要的實際意義和工業化潛力。
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1.一種以雙子表面活性劑結合砂磨工藝制備石墨烯分散液的方法，其特征在于，包括以下步驟：向雙子表面活性劑溶液中加入石墨烯，進行預分散，將所得石墨烯水溶液進行砂磨，得到所述石墨烯分散液。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述雙子表面活性劑包括酰胺基雙子季銨鹽雙子表面活性劑、雙子星非離子表面活性劑潤濕流平劑和磺酸鹽雙子表面活性劑中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述雙子表面活性劑溶液中，溶質與溶劑的質量比為(0.3～1.0):100。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述雙子表面活性劑與石墨烯的質量比為(0.3～1.0):2.5。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預分散前，將體系pH調節至3～11。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預分散包括磁力攪拌、槳式攪拌和超聲分散中一種或多種組合；所述磁力攪拌和槳式攪拌的轉速為600r/min，所述超聲分散的頻率為40kHz，所述預分散的時間為2h。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述砂磨轉
8.一種根據權利要求1～7任一項所述的方法得到的石墨烯分散液。
...【技術特征摘要】
1.一種以雙子表面活性劑結合砂磨工藝制備石墨烯分散液的方法，其特征在于，包括以下步驟：向雙子表面活性劑溶液中加入石墨烯，進行預分散，將所得石墨烯水溶液進行砂磨，得到所述石墨烯分散液。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述雙子表面活性劑包括酰胺基雙子季銨鹽雙子表面活性劑、雙子星非離子表面活性劑潤濕流平劑和磺酸鹽雙子表面活性劑中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述雙子表面活性劑溶液中，溶質與溶劑的質量比為(0.3～1.0):100。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述雙子表面活性...
【專利技術屬性】
技術研發人員：俞齊軍，吳越峰，錢俊，董晶晶，黃永鋼，潘文彥，喻軍，史文旭，余謨鑫，
申請(專利權)人：東華工程科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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