一种基于嘌呤分子的高反应活性纳米碳材料分散剂及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115215897A(43)申请公布日2022.10.21(21)申请号202210897239.8(51)Int.Cl.(22)申请日2022.07.28C07F7/18(2006.01)C09K23/54(2022.01)(71)申请人辽宁大学C01B32/194(2017.01)地址110000辽宁省沈阳市沈北新区道义C01B32/174(2017.01)南大街58号C01B32/159(2017.01)(72)发明人崔俊硕丛小珊熊英娄振宁单炜军王月娇陈霞(74)专利代理机构沈阳杰克知识产权代理有限公司21207专利代理师杨华权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种基于嘌呤分子的高反应活性纳米碳材料分散剂及其制备方法(57)摘要本发明属于分散剂与稳定剂材料制备技术领域，具体涉及一种基于嘌呤分子的高反应活性纳米碳材料分散剂及其制备方法。所述的高反应活性嘌呤‑纳米碳材料分散剂是HSiDEA，结构式如式(Ⅰ)所示。合成方法包括如下步骤：首先以腺嘌呤为基体，利用其分子中的氮原子与环氧氯丙烷中的环氧基进行开环加成反应，再依次与乙二胺及3‑缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷进行反应，最后在酸性条件下充分水解，使其末端带有丰富的硅羟基。本发明中的纳米碳材料分散剂合成方法简单、收率高，对单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯、还原氧化石墨烯、炭黑等分散效果良好。纳米碳材料分散液经过简单的抽滤、烘干步骤可自交联形成碳薄膜。CN115215897ACN115215897A权利要求书1/2页1.一种基于嘌呤分子的高反应活性纳米碳材料分散剂，其特征在于，所述的高反应活性嘌呤‑纳米碳材料分散剂是HSiDEA，结构式如式(Ⅰ)所示，2.权利要求1所述基于嘌呤分子的高反应活性纳米碳材料分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)取腺嘌呤和环氧氯丙烷溶于甲醇或乙醇溶液中，在加热条件下进行反应，搅拌，并利用旋转蒸发仪将反应后溶液进行除杂，该步骤产物命名为A‑E；2)取步骤1)中产品A‑E和乙二胺溶于甲醇或乙醇溶液中，加热条件下进行反应，搅拌，并利用旋转蒸发仪将反应后溶液进行除杂，该步骤产物命名为A‑EE；3)取步骤2)中产品A‑EE和3‑缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷溶于甲醇或乙醇溶液中，在加热条件下进行反应，搅拌，并利用旋转蒸发仪将反应后溶液进行除杂，该步骤产物命名为A‑EEG，即为嘌呤‑纳米碳材料分散剂；4)取步骤3)中产品A‑EEG加入到甲酸水溶液中，搅拌反应得到质量浓度为10～20mg·mL‑1的HSiDEA溶液。3.根据权利要求2所述基于嘌呤分子的高反应活性纳米碳材料分散剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，按摩尔比，腺嘌呤：环氧氯丙烷＝1:3～1:6。4.根据权利要求2所述基于嘌呤分子的高反应活性纳米碳材料分散剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，加热条件下进行反应是在60～120℃下反应24～72h。5.根据权利要求2所述基于嘌呤分子的高反应活性纳米碳材料分散剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，按摩尔比，A‑E和乙二胺＝1:3～1:8。6.根据权利要求2所述基于嘌呤分子的高反应活性纳米碳材料分散剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，加热条件下进行反应是在60～120℃下反应12～48h。7.一种高反应活性嘌呤‑纳米碳材料分散液，其特征在于，制备方法如下：将一定质量的不同纳米碳材料固体粉末置于容器内，向其中加入如权利要求1所述的基于嘌呤分子的高反应活性纳米碳材料分散剂溶液和去离子水，水浴超声后，使用超声波细胞粉碎仪进行超声分散，得到相应种类的不同质量浓度纳米碳材料分散液。2CN115215897A权利要求书2/2页8.根据权利要求7所述的一种高反应活性嘌呤‑纳米碳材料分散液，其特征在于，超声功率300～400W，超声3s停止3s，持续时长设置为0.5～2h，当分散液浓度大于2mgmL‑1时，超声时间适当延长0.5～3h。9.根据权利要求7所述的一种高反应活性嘌呤‑纳米碳材料分散液，其特征在于，所述的纳米碳材料、分散剂和水的质量比为1:(0.5～5):(600～20000)。10.根据权利要求7所述的一种高反应活性嘌呤‑纳米碳材料分散液，其特征在于，所述纳米碳材料为石墨烯、多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、还原氧化石墨烯、炭黑、工业石墨烯中的一种或多种。3CN115215897A说明书1/5页一种基于嘌呤分子的高反应活性纳米碳材料分散剂及其制备方法技术领域[0001]本发明属于分散剂与稳定剂材料制备技术领域，具体涉及一种基于嘌呤分子的高反应活性纳米碳材料分散剂及其制备方法。背景技术[0002]纳米碳材料，包括石墨烯、碳纳米管等，具有优异的电学、力学、热学和机械性能，具有巨大的实