GO补强xNBR/SBR共混胶的性能研究(3)
（1）Hummers法[6]：将10 g鳞片石墨粉投入冰水浴中，再加入5 g无水硝酸钠、230mL的浓硫酸，混合均匀后，一边快速搅拌一边分次数缓慢加入30 g KMnO4，将冰水浴撤离，控制反应温度在10-15℃，进行2 小时的反应，之后再次将烧杯放置于35摄氏度左右的冰水浴中。待反应液温度升至35℃±3℃后，反应30分钟后向烧杯中加入460 mL的蒸馏水，在搅拌的条件下，之后将反应温度控制在98℃左右。用蒸馏水将反应液稀释，直至1000 mL后，再加入过氧化氢，等到悬浮液成金黄色，在温度还未降到很低的时候过滤，用蒸馏水多次洗涤滤饼，经过干燥，氧化石墨会生成。将氧化石墨溶于水和弱碱中，施加一定如超声波类似的外力，即可剥离得到氧化石墨烯。
（2）Brodie法[4]：首先采用天然石墨粉末（硝酸处理），硝酸离子穿插至石墨片层之间当石墨被氧化时，然后再加入高氯酸钾进一步氧化，接着将反应物投入到大量的水中，再进行过滤，之后用去离子水洗涤，直到滤液接近ph = 7后，进行真空干燥，得到氧化石墨。但是因为此种方法制得的GO，它的碳层破坏很严重，可能会引入大量的不同种类含氧官能团。
（3）Staudenmaier法[5]：同Brodie法一样，此种方法也是采用高氯酸钾作为氧化剂，用石墨粉同样经过浓硫酸和发烟硝酸处理，用这种方法制得的GO，它的表面可能也会引入大量的羧基、羟基等含氧官能团。
（4）电化学氧化法[7-8]：把石墨粉加入到如过氯酸、硫酸或硝酸等强酸中，以Hg/Hg2SO4为电极，电解氧化后投入水浴中，干燥后即得氧化石墨烯。
在这几种方法中，Hummers法安全性最高，虽然氧化程度较高的氧化石墨是由Brodie法、Staudenmaier法制备，但反应过程中，强酸的大量使用容易产生C1O2、NO2 和N2O4等有毒气体[9]，因而适用范围较窄。另一方面，Hummers法虽使用非常的普遍，但为了获得氧化程度较完善的GO，其中氧化剂高锰酸钾的过量使用，为后续工作带来不利的影响，因为以上利弊的分析，人们又开发出了改进Hummers法。此种改进方法是以Hummers法为基础，增加了石墨氧化之前的预氧化，作为氧化剂以K2S2O8和P2O5混合而成，如此既能提高石墨的氧化程度，并且减少了氧化剂的使用量，不会产生上述种种的有毒气体。
在石墨的氧化过程中，在它的表面和边缘生成了许多功能化的含氧基团，产生了sp3杂化的碳原子。通常，理论上认为环氧基和羟基在表面生成，而羧基在边缘生成。研究发现，氧化石墨的性质，取决于sp2/sp3杂化的碳原子比例，即与氧化程度有很密切的联系。根据实际应用的不同，制备不同氧化程度的氧化石墨以适应不同环境下的要求，或者进一步为石墨烯的改性铺垫是非常有必要的。
1.2.3 GO的表面改性
氧化石墨烯片表面充斥着大量含氧酸性官能团（如羧基、羟基等），具有良好的亲水性以及表面活性，能够良好的分散于稀溶液中，容易形成稳定的悬浮液，然而在有机溶剂中很难做到。因此，可以通过化学反应，将上述官能团改变，降低GO的亲水性，用这样的方法改善它的分散性，对于在有机溶剂中。现在的研究表明，表面能由官能团和C/O值影响显著。材料极性含氧基团的比例越高，就有越大的极性表面能和总表面能。石墨烯氧化物和其衍生物的分散性不仅取决于表面基团和样品的修饰率，而且还取决于溶剂的Hansen溶解度参数[10]。通过实验前期文献报道的查阅与搜集，可以发现用于表面改性的活性剂主要有阳离子表面活性剂[11-12]，有机异氰酸酯[13-14]，长链脂肪族胺[15-16]，烷基胺[17-18]，氨基酸[19]等。
上一篇：超声提取分离黄芩中黄芩苷的研究
下一篇：多氮化合物的设计与合成