《一种十二氟庚基丙基POSS改性氧化石墨烯的制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种十二氟庚基丙基POSS改性氧化石墨烯的制备方法.pdf（13页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410853801.2(22)申请日 2014.12.31C01B 31/04(2006.01)(71)申请人 河海大学地址 210098 江苏省南京市鼓楼区西康路 1号(72)发明人 何辉 高超 蒋亚清 汪米琪程沁灵(74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限公司 32200代理人 李纪昌 唐循文(54) 发明名称一种十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的制备方法(57) 摘要一种十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的制备方法，属于材料技术领域，制备步骤包括三个阶段：第一阶段为一次封端阶段，将硅烷偶联剂滴加入 T7构型十。
2、二氟庚基丙基 POSS 中进行封端反应；第二阶段为接枝反应，在上述溶液中加入氧化石墨烯；第三阶段为二次封端闭环反应，加入硅烷偶联剂和十二氟庚基丙基硅氧烷，反应制得较高接枝率的十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯。本发明提供的制备方法，采用三次封端与一锅法合成工艺，大幅提升了接枝效率和含氟POSS 利用率，有效减少了 T7十二氟 POSS 用量，提高了石墨烯表面的氟硅密度 ；进一步改善石墨烯疏水疏油的表面性质，且制备工艺简单，产物纯度高，生产成本低。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书7页 附图4页(10)申请公布号 CN 10。
3、4477904 A(43)申请公布日 2015.04.01CN 104477904 A1/1 页21.一种十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：（1）将硅烷偶联剂滴加入 T7构型的十二氟庚基丙基 POSS 中，加入弱碱催化剂，搅拌，- 2080度下反应 1-8h 后，制得含单环氧官能团化的硅烷偶联剂封端的 POSS 和 T7构型的十二氟庚基丙基 POSS 的混合溶液 ；其中，硅烷偶联剂与 T7构型的十二氟庚基丙基 POSS 物质的量比为 1.013:1 ；其中，弱碱催化剂与硅烷偶联剂的质量之比为 0-0.1 ；（2）在上述混合溶液中加入表面羧基含量在 0。
4、.1 5.0wt.% 氧化石墨烯，并超声分散使其与硅烷偶联剂封端的POSS反应，加入弱碱催化剂，搅拌，-2080下反应1-9h后，停止加热并继续搅拌 ；其中，弱碱催化剂与步骤（1）加入的硅烷偶联剂的质量之比为 0-0.1 ；（3）向上述反应体系中分两次再加入硅烷偶联剂，首次加入硅烷偶联剂后，搅拌反应，再加入硅烷偶联剂继续搅拌反应，1-2h 一段时间后再加入适量十二氟庚基丙基硅氧烷，搅拌，在 -2080反应 6-42h 制得具有较高接枝率的十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯 ；其中，步骤（3）中首次加入的硅烷偶联剂的物质的量与 T7构型的十二氟庚基丙基 POSS物质的量比为 0.4-0.6。
5、 ：1 ；其中，步骤（3）中第二次加入的硅烷偶联剂的物质的量与 T7构型的十二氟 POSS 物质的量之比分别为 0.2-0.3 ：1 ；其中，步骤（3）中加入的十二氟庚基丙基硅氧烷的物质的量和 T7构型的十二氟 POSS 物质的量之比为 0.4-2.2 ：1。2.根据权利要求1所述的十二氟庚基丙基POSS改性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于 ：向步骤（3）中改性氧化石墨烯溶液加入水合肼，催化条件下还原，可得到含氟 POSS 改性氧化石墨烯的衍生物。3.根据权利要求 1 所述十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于 ：弱碱催化剂为 H2O、三乙胺、乙二胺、氨水、环己胺和苯胺。
6、中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的十二氟庚基丙基POSS改性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于 ：氧化石墨烯根据 Hummers 法制得。5.根据权利要求1所述的十二氟庚基丙基POSS改性氧化石墨烯的制备方法，弱碱催化剂为 H2O、三乙胺、乙二胺、氨水、环己胺和苯胺中的一种或多种。权 利 要 求 书CN 104477904 A1/7 页3一种十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的制备方法技术领域0001 本发明属于化工技术领域，特别涉及一种十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的制备方法，特别是利用 T7构型的十二氟庚基丙基 POSS 制备改性氧化石墨烯的制备方法。背景技术0002 。
7、石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种炭质新材料，这种石墨晶体薄膜的厚度只有 0.335nm，是构建其他维数炭质材料的基本单元，具有极好的结晶性及电学性。石墨烯的理论比表面积高，具有突出的导热性能和力学性能，以及室温下较高的电子迁移率。此外，它的特殊结构，使其具有半整数的量子霍尔效应、永不消失的电导率等一系列性质，因而备受关注。石墨烯具有比表面积大、电导率高等优点，因而可以作为电极材料、传感器、储氢材料等。要充分体现石墨烯的优异性能，最好的方法无疑是将其填充在聚合物中，用来提高聚合物的各项性能。但石墨烯既不亲水也不亲油极其容易自聚成石墨，使性能大打折扣，这就为其广泛利用带来了一个。
8、难题，为了提高石墨烯在各种有机溶剂中的分散性，石墨烯的功能化是一个简单易行的方法。0003 硅烷偶联剂改性氧化石墨烯是石墨烯功能化的一种常用方法，CN102642830A 公开了“一种硅烷偶联剂修饰石墨烯的制备方法”，该法用端基为氨基的硅烷偶联剂与氧化石墨烯反应，抽滤(离心)、洗涤、干燥后得到硅烷偶联剂修饰的氧化石墨烯固体粉末。这种硅烷偶联剂改性后的氧化石墨烯具有与聚合物相容性好产物在部分有机溶剂中有较好的分散性，可广泛用于石墨烯改性聚合物、新型电化学电极的制备以及新型光学及导电材料等领域。0004 CN101863465A 公开了“一种可分散于有机溶剂石墨烯的制备方法”，该方法包括氧化石墨烯。
9、和有机硅烷为反应物，将有机硅烷发生水解反应后与石墨烯上的羟基酸性条件下发生脱水缩合反应，得到有机硅烷改性的石墨烯。该方法加大了石墨烯的层间距，使得石墨烯不易发生团聚，硅烷功能化石墨烯在无水乙醇、丙酣、甲苯、乙酸乙醋、乙酸丁醋、四氢呋喃等溶剂中具有良好的分散性，但由于石墨烯表面的羟基被反应消耗，改性后的石墨烯在极性溶剂中的溶解性明显降低。0005 由含氟硅烷改性后的氧化石墨烯，硅烷链的引入使得石墨烯层间距加大，石墨烯的比表面积得以提高。氟硅烷链上的氟原子原子半径小，电负性高，控制电子的能力强，使得石墨烯表面能降低，石墨烯的可润湿性和电化学稳定性提高，更为重要的是通过这种方法改性石墨烯可以获得具有。
10、很好生物相容性的基础材料，在生命医药领域具有重要应用价值。Rebeca Romero-Aburto 等报道了一篇短链含氟硅烷改性氧化石墨烯的文章(Rebeca Romero-Aburto,Tharangattu.N.Narayanan,Yutaka Nagaoka,etal.J.Advanced Materials,2013,25,56325637.)。文章中用短链含氟硅烷修饰氧化石墨烯后作为药品的载体，利用氟原子核外电子云密度高，对外加磁场会产生响应的原理，将改性后的氧化石墨烯用作核磁共振的显影剂。由于在外加磁场的作用下氟原子可以产生强烈的振说 明 书CN 104477904 A2/7 页4。
11、动，进入人体后会引起身体局部部位发热。运用改性氧化石墨烯这两种优异的性质可以将其作为抗癌药物的载体，利用氟原子显影的特性对进入人体后的药品进行定位，药品到达癌细胞附近时利用载体氟原子振动使癌细胞周围升温，与药品协同作用共同打击热敏感性强的癌细胞。这种方法一方面降低了抗癌药品对人体正常细胞的伤害，另一方面提高了高额抗癌药品的利用率，此外，含氟硅烷改性氧化石墨烯药品载体的协同作用也加强了对癌细胞的打击，提高了药效。0006 CN102701191A 公开了“一种氟硅烷表面修饰超级电容器用石墨烯的制备方法”，该方法通过将氧化石墨烯和水解的二氟硅烷、四氟化硅、甲基三氟硅烷、三甲基氟硅烷等氟硅烷酸性条件。
12、下反应，制得氟硅烷表面修饰石墨烯。制得的表面修饰后的石墨烯具有良好的可润湿性和电化学稳定性，使石墨烯电极具有优良的电化学稳定性，从而得到大比容量、高功率和使用寿命长的石墨烯电极超级电容器。由于氟硅烷与氧化石墨烯的反应属于亲核进攻反应，酸性条件下氟硅烷与氧化石墨烯接枝的成功率极低，因而通过这种方法制得的石墨烯表面的含氟量并不高，改性后的石墨烯制得的电容器储存电量的能力也十分有限。除此之外，氧化石墨烯表面较多的缺陷会进一步限制氟硅烷的接枝反应。0007 多面体低聚硅倍半氧烷 (Polyhedral Oligmeric Silsesquioxanes，POSS)，是指结构式为 RSi03/2的具有特。
13、殊有机 / 无机纳米复合结构的笼状大分子化合物。POSS 独特的结构与性能为增强聚合物复合材料，提高材料的耐温性、抗氧化性、阻燃性、表面硬度及力学性能诸方面提供了机遇。0008 POSS 的微观构型有 T7、T8等多种，T8POSS 为笼型结构，性质稳定，但由于其本身并不带有可以参与化学反应的官能团，因而大多以物理混合的方式运用。由于物理混合时会大量 POSS 会被基体有机物包埋所以不能充分利用 POSS 本身的优异性质 ；含氟 T7构型的POSS 由于本身不稳定难以合成，目前只有短链三氟丙基 POSS，长链 T7十二氟 POSS 更是只能由固定的原料合成，且产率并不高，在我们前期申请的中国专。
14、利 CN103183702A 公开了一种七聚十二氟辛基丙基笼型倍半硅氧烷及其官能化衍生物的制备方法，该方法可以获得长支链型活性含氟 POSS，工艺简单易行、成本低、产率高、产物纯度较高，适用于大规模工业化生产，攻克了长链含氟 POSS 的合成难题，但有关长链 T7十二氟 POSS 在材料研究中的应用还没有报道。0009 含氟笼型倍半硅氧烷由于兼具了有机硅材料和有机氟材料两者性能上的优势，将其引入材料对其进行改性，将对材料本体性能乃至表面性能特别是疏水性能产生巨大的影响。但一方面由于其较高的氟元素含量，氟元素具有极高的电负性，控制电子能力强，原子半径小，表面、界面作用弱，且POSS结构规整，化学。
15、活性低，性质稳定，因而含氟POSS很难与其它聚合物形成理想的复合材料。另一方面，含氟有机物的极性强，在常用有机溶剂中一般难以溶解，POSS 笼型结构的规整性赋予化学性质的惰性，高温稳定性，但是也带来了溶解上困难。根据文献，一般 POSS 只能溶解在甲苯、四氢呋喃、氯仿等溶剂等有毒溶剂中，因而含氟 POSS 在常用有机溶剂中一般难溶或不溶，所以含氟 POSS 在实际中的应用还较少。0010 含氟 T7十二氟 POSS 兼具了上述氟原子控制电子的能力强、氟硅烷表面能低、POSS复合笼状结构性质稳定、T7十二氟 POSS 可引入参与化学反应的官能团等多种优点，通过一定的化学反应将其接枝在氧化石墨烯上。
16、，对氧化石墨烯进行改性，既可以提高氧化石墨烯表面疏水疏油的性质，制成疏水疏油界面材料、阻燃剂等高性能材料，又可以使得氧化石说 明 书CN 104477904 A3/7 页5墨烯本身优异的溶解性、分散性得以保留，在低介电常数材料、空间材料、医用材料、发光材料、液晶材料等领域会有很好的利用前景。0011 CN102443247A 公开了“一种石墨烯接枝 POSS 改性环氧树脂的制备方法”，该方法中以氨基为官能团的POSS在50-100改性修饰氧化石墨烯，再将氧化石墨烯/POSS均匀分散到环氧树脂基体中，在固化剂的作用下交联键合得到复合材料，浇注成型、冷却脱模。制得的氧化石墨烯片层上成功接枝了 PO。
17、SS，实现了氧化石墨烯和 POSS 结构上的优势互补，但由于反应受热力学控制，温度升高与石墨烯接枝的 POSS 数量受到了很大限制，改性后的环氧树脂增韧作用也因此受到局限。0012 虽然对石墨烯进行改性可以制得高性能的材料，扩大其运用范围，但现有的石墨烯改性技术主要是单一基团改性，产物的收率和改性后的氧化石墨烯的性质主要取决于反应程度和改性基团的性质，而不同的单一改性方案大多存在原料利用率不高，产物收率低，制备成本高等不利 ：利用硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的方法存在实用性不强的缺点 ；利用短链含氟硅氧烷改性氧化石墨烯的方法存在石墨烯表面氟硅密度低、硅氧烷利用率不高的缺点 ；由于 POSS 的关环。
18、反应为可逆反应，POSS 改性氧化石墨烯同样存在 POSS 转化率低的不利。这些原因都导致最终石墨烯表面改性效果不佳。发明内容0013 本发明解决的技术问题 ：针对现有技术的不足，克服现有技术的缺陷，本发明提供十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的制备方法，该方法制备的改性氧化石墨烯具有含氟密度大和接枝率高的特点。0014 本发明的技术方案 ：一种十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的制备方法，制备步骤如下 ：0015 (1) 将硅烷偶联剂滴加入 T7构型的十二氟庚基丙基 POSS 中，加入弱碱催化剂，搅拌，-20 80度下反应 1-8h 后，制得含单环氧官能团化的硅烷偶联剂封端的 P。
19、OSS 和 T7构型的十二氟庚基丙基 POSS 的混合溶液 ；0016 其中，硅烷偶联剂与 T7构型的十二氟庚基丙基 POSS 物质的量比为 1.01 3:1 ；0017 其中，弱碱催化剂与硅烷偶联剂的质量之比为 0-0.1 ；0018 其中，弱碱催化剂为 H2O、三乙胺、乙二胺、氨水、环己胺和苯胺中的一种或多种 ；0019 (2) 在上述混合溶液中加入表面羧基含量在 0.1 5.0wt.氧化石墨烯，并超声分散使其与硅烷偶联剂封端的POSS反应，加入弱碱催化剂，搅拌，-2080下反应1-9h后，停止加热并继续搅拌 ；此时溶液中还有 T7十二氟 POSS 和少量未反应的硅烷偶联剂 ；0020 其。
20、中，弱碱催化剂与步骤 (1) 加入的硅烷偶联剂的质量之比为 0-0.1 ；0021 其中，弱碱催化剂为 H2O、三乙胺、乙二胺、氨水、环己胺和苯胺中的一种或多种 ；0022 其中，所述氧化石墨烯由 Hummers 法制得 ；0023 (3) 向上述反应体系中先后分两次加入硅烷偶联剂，首次加入硅烷偶联剂后，搅拌反应，再加入硅烷偶联剂继续搅拌反应，1-2h 一段时间后再加入适量十二氟庚基丙基硅氧烷，搅拌，在 -20 80反应 6-42h ；0024 其中，步骤 (3) 中首次加入的硅烷偶联剂的物质的量与 T7构型的十二氟庚基丙基POSS 物质的量比为 0.4-0.6 ：1 ；说 明 书CN 104。
21、477904 A4/7 页60025 其中，步骤(3)中第二次加入的硅烷偶联剂的物质的量与T7构型的十二氟POSS物质的量之比分别为 0.2-0.3 ：1 ；0026 其中，步骤 (3) 中加入的十二氟庚基丙基硅氧烷的物质的量和 T7构型的十二氟POSS 物质的量之比为 0.4-2.2 ：1。0027 作为优选，向步骤 (3) 中改性氧化石墨烯溶液加入水合肼，催化条件下还原，可得到含氟 POSS 改性氧化石墨烯的衍生物。0028 有益效果 ：本发明提供的十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯及其衍生物的制备方法，针对现有技术的缺陷，采用分步强制闭环接枝工艺，将一步闭环改为两步闭环，并引入了含。
22、氟硅烷对石墨烯表面剩余羧基进行接枝。0029 首先，用硅烷偶联剂 KH560 与 T7十二氟 POSS 进行封端反应，因该封端反应为一个可逆平衡反应，封端效率不高，为提高 T7十二氟 POSS 的封端产物收率，同时防止后续与氧化石墨烯接枝反应中 KH560 的竞争导致 POSS 的接枝率下降，加入 KH560 的量要略多于 T7十二氟 POSS 的量 ；0030 第一阶段的封端反应之后，即开始接枝反应，利用 Hummers 法制得的氧化石墨烯与上述POSS反应，为了提高T7十二氟POSS在氧化石墨烯表面的接枝率与利用率，我们将氧化石墨烯表面羧基的量远高于 T7十二氟 POSS 的量，利用饥饿投。
23、料法，充分提高反应效率，降低生产成本。由于封端反应是可逆平衡反应，溶液中还有一定量未闭环的POSS，向溶液中引入适量 KH560 可以促进二次闭环，此时可以先进行二次闭环再接枝，亦可以先接枝再进行二次闭环 ；0031 最后，经过两次封端接枝反应，此时溶液中剩余的T7十二氟POSS和封端POSS含量已经大幅降低，再次加入硅烷偶联剂，此时硅烷偶联剂用量远高于溶液中未封端的 T7POSS，使得 T7POSS 的封端闭环反应变得更为彻底，多余的硅烷偶联剂将通过与羧基反应接枝修饰到氧化石墨烯表面，从而在氧化石墨烯表面引入大量的硅氧基团，此时通过反应将十二氟POSS 接枝反应到石墨烯表面，通过第三次强制封。
24、端反应，大幅降低溶液中残留十二氟 POSS浓度，显著提高了 POSS 的接枝效率 ；0032 再加入适量十二氟庚基丙基硅氧烷与氧化石墨烯表面修饰的硅氧基团发生硅羟基缩合反应，在搅拌、加热条件下反应一段时间，制得具有较高接枝率的十二氟庚基丙基POSS 改性氧化石墨烯。0033 作为最简单直接的接枝反应方法，一步投料一锅煮的方法虽然工艺更为简单直接，但在进行 POSS 封端时，惰性的含氟硅氧烷易与活性 KH560 竞争，发生副反应，与惰性的含氟硅氧烷反应闭环后的 POSS 失去了反应活性，无法通过化学反应接枝到石墨烯表面。另外，反应体系中含氟硅氧烷的含量远高于具有反应活性的闭环 POSS 的量，二。
25、者在与石墨烯表面羧基反应接枝时存在竞争，使得大量活性闭环 POSS 无法接枝，最终将会导致 T7十二氟POSS 在石墨烯表面的接枝率大大降低。0034 通过合理的工艺设计，使得溶液中各物料分先后有序参与接枝反应，避免了物料之间的竞争反应，有效提高了接枝效率和含氟 POSS 的利用率。0035 将硅烷偶联剂一次投料，改为先后二次投料，一次投料时由于偶联剂添加量较大，导致石墨烯表面大量具有反应活性的羧基基团与偶联剂通过化学反应被占据，使得溶液中剩余的闭环十二氟 POSS 不能有效接枝到石墨烯表面。通过饥饿投料法，使溶液中剩余的闭说 明 书CN 104477904 A5/7 页7环十二氟 POSS 。
26、数量远少于石墨烯表面未反应的羧基基团，有效提高接枝效率 ；因为羧基基团与十二氟庚基丙基硅氧烷的硅羟基反应效率较低，继续加入 KH560 使得石墨烯表面接枝引入大量硅羟基基团，而残余的少量未闭环 T7构型十二氟 POSS 可继续与之反应封端闭环并接枝到石墨烯表面，从而达到有效提高 T7十二氟 POSS 的利用率的目的。0036 本发明提供的制备方法，采用三次封端与一锅法合成工艺，通过工艺优化大幅提升了接枝效率和含氟 POSS 利用率，有效减少了 T7十二氟 POSS 用量，提高了石墨烯表面的氟硅密度，降低了成本 ；制备的 T7构型十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯形成一种表面凹凸有致、刚性。
27、基团与柔性基团均匀分布的微观结构，有效避免了石墨烯的团聚，提高了石墨烯的分散性，这种特殊的微纳米结构还可以有效降低石墨烯的表面能进一步改善石墨烯疏水疏油的表面性质，且含氟 POSS 的接枝率高、反应完全。长含氟碳链和长链含氟 POSS结构的引入使得石墨烯表面的氟硅含量显著提高，POSS 的接入和氟原子的纳米量子效应使得氧化石墨烯的表能在原有的基础上进一步降低，增强了石墨烯的低表面能的优异性质，疏水疏油的性质进一步提高。将改性后的氧化石墨烯或其衍生物与适当的基体材料如聚氨酯树脂等通过物理参杂或化学键和方式复合可制成高性能自清洁低表面能涂料，可用于海洋防腐等工程，防止生物污损和海水腐蚀。另一方面，。
28、由于氟原子核外电子云密度高，对核磁共振有强烈的响应作用，改性后的氧化石墨烯及其衍生物表面氟原子含量高，核磁共振的显影效果更加理想。笼型结构的 POSS 是一种良好的小分子药物载体，制得的改性氧化石墨烯及其衍生物可作为抗癌药物等定向药物的优良载体。除此之外，改性后的氧化石墨烯及其衍生物具有优异的耐热阻燃性、机械力学性能等，可运用于阻燃材料、刀具材料、空间材料等众多领域。附图说明0037 图 1 为根据本发明提供的制备方法制备的改性氧化石墨烯的 FTIR 图谱。0038 图2为T7十二氟 POSS FTIR 图谱。0039 图 3 为含氟硅烷改性 KH560 饰的氧化石墨烯的 FTIR。0040 。
29、图 4 为本发明制备改性氧化石墨烯的方法中步骤 (1) 中的化学反应图。0041 图 5 为本发明制备改性氧化石墨烯的方法中步骤 (2) 中的化学反应图。0042 图 6 为本发明制备改性氧化石墨烯的方法中步骤 (3) 中加入 KH560 的化学反应图。具体实施方式0043 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。0044 实施例 10045 本发明提供的一种十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的制备方法，制备步骤如下 ：0046 (1) 将 1.2mol 硅烷偶联剂 KH56。
30、0 滴加入 1.0molT7十二氟 POSS DMF 溶液中，加入 0.06mol 的三乙胺做催化剂，搅拌，25加热反应 4.5 小时后制得含单环氧官能团化的说 明 书CN 104477904 A6/7 页8KH560 封端 POSS 和 T7十二氟 POSS 的混合溶液，化学反应式如图 4 所示 ；0047 (2)向上述混合溶液加入由Hummers法制得的表面羧基含量在5.0wt.的氧化石墨烯0.25kg，并超声分散使其与KH560封端POSS反应，加入0.06mol的三乙胺做催化剂，搅拌，在 20加热反应 3 小时，停止加热后继续搅拌，化学反应式如图 5 所示 ；0048 (3)向上述反应。
31、体系中先后加入0.05mol和0.03mol的KH560反应一段时间，化学反应式如图 6 所示 ；反应 1h 后加入 1.0mol 十二氟庚基丙基硅氧烷，搅拌，在 70加热条件反应 24 小时，制得具有较高接枝率的十二氟庚基丙基含氟 POSS 改性氧化石墨烯。0049 为了确定改性后十二氟 POSS 的接枝效果，针对实施例 1，对改性前的石墨烯和改性后并经过除杂处理的氧化石墨烯及 T7十二氟 POSS 进行傅立叶红外图谱表征，得到图 1、2、3。图 2 中，1000 1250cm-1波段对应的是十二氟 T7POSS 中 Si-O-Si 键的特征峰，对比图3，图 1 中改性并经过除杂处理后的氧化。
32、石墨烯的红外图谱在此波段出现明显的特征峰，由此可知经过二次封端后的 POSS 已成功地接枝到 GO 上。0050 烘干溶剂制得十二氟庚基丙基含氟 POSS 改性氧化石墨烯粉末。改性后的氧化石墨烯的疏水性能主要取决于氧化石墨烯表面的氟原子的含量，水接触角可以直接反映改性后氧化石墨烯的疏水性能，用电子水滴角测试仪测量产物的水接触角为 150.2。0051 十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的衍生物的制备方法 ：0052 在上述步骤(3)改性GO溶液中加入适量的蒸馏去水后的水合肼还原剂，催化条件下还原，得到含氟 POSS 改性 GO 的衍生物。0053 实施例 2-70054 T7构型十二氟庚。
33、基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的制备方法，其具体步骤同实施例1，制备过程中各原料用量如表 1 所示，其中，各实施例中加入 T7十二氟 POSS 均为 0.10mol。0055 表 1 制备 T7构型十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的原料用量表0056 0057 制备方法同实施例 1，具备参数如表 2 所示，其中步骤 (1) 和步骤 (2) 的催化剂的物质的量均为步骤 (1) 中加入的 KH560 物质的量的 5 ：0058 表 2 制备 T7构型十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的制备工艺0059 说 明 书CN 104477904 A7/7 页90060 用电子水滴角测试仪测。
34、量实施例 2-7 产物的水接触角，结果如表 3 所示 ：0061 表 3 制备 T7构型十二氟庚基丙基 POSS 改性氧化石墨烯的水接触角0062 项目 实施例 2 实施例 3 实施例 4 实施例 5 实施例 6 实施例 7水接触角 ( ) 126.7 142.3 144.4 135.0 130.5 110.30063 由表 1-3 可知水接触角较大的产物是实施例 3-6，其中，实施例 4 的产物疏水性能最佳，说明产物的封端反应和接枝反应较为理想，除和原料的配比有关外，还和反应过程中的参数有关。0064 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。说 明 书CN 104477904 A1/4 页10图1图2说 明 书 附 图CN 104477904 A。