CO2响应石墨烯体系的制备及其性能研究.pdf

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1、２０１６年第２４卷合成化学Ｖｏｌ．２４，２０１６第９期，７５２～７５７ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｙｎｔｈｅｔｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙＮｏ．９，７５２～７５７·研究论文·ＣＯ２响应石墨烯体系的制备及其性能研究１１１１１２*何帅，刘兴利，谭炯，李晖，朱刚，王继宇（１．西南民族大学化学与环境保护工程学院，四川成都６１００４１；２．中国科学院成都有机化学研究所，四川成都６１００４１）摘要：利用ＣＯ２响应性的含芘聚合物（ＰＮＤＶ）作为分散剂，通过π-π共轭作用力成功附着在石墨烯表面，从而制得一种稳定的石墨烯分散体系。采用ＵＶ-Ｖｉｓ、ＩＲ、荧光光谱和透射电子显微镜对体系中石墨烯的分散性和ＣＯ２响

2、应性能进行表征。结果表明：ＰＮＤＶ可修饰在石墨烯表面，形成含芘聚合物和石墨烯的杂化体（ＰＮＤＶ-ＲＧＯ），得到稳定均匀的石墨烯分散溶液。透射电镜显示石墨烯在体系中以单片层形式分布，最大宽度约１μｍ。在交替通入ＣＯ２／Ｎ２后，ＰＮＤＶ-ＲＧＯ杂化体表现出明显的分散／聚集现象。关键词：石墨烯；π-π共轭作用；分散体系；ＣＯ２响应；功能材料中图分类号：Ｏ６３１文献标志码：ＡDOI：１０．１５９５２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｊｓｃ．１００５-１５１１．２０１６．０９．１６１６０PreparationandPropertiesofCO2-ResponseGrapheneSystem１１１１１２*ＨＥＳｈｕａｉ

3、，ＬＩＵＸｉｎｇ-ｌｉ，ＴＡＮＪｉｏｎｇ，ＬＩＨｕｉ，ＺＨＵＧａｎｇ，ＷＡＮＧＪｉ-ｙｕ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏｒＮａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００４１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｅｎｇｄｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００４１，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｔｈｅｓｔａｂｌｅｇｒａｐｈｅｎｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｕｓｉｎｇ

4、ＣＯ２-ｒｅｓｐｏｎｓｅｐｙｒｅｎｅ-ｃｏｎｔａｉｎｅｄｐｏｌｙｍｅｒａｓａｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ，ｗｈｉｃｈａｄｓｏｒｂｅｄｏｎｇｒａｐｈｅｎｅ’ｓｓｕｒｆａｃｅviaπ-πｃｏｎｊｕｇａｔｅａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓ-ｉｂｉｌｉｔｙａｎｄＣＯ２-ｒｅｓｐｏｎｓｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＵＶ-Ｖｉｓ，ＩＲ，ｆｌｕｏｒｅｓ-ｃｅｎｃｅａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｐｙｒｅｎｅ-ｃｏｎｔａｉｎｅｄｐｏｌｙｍｅｒｃｏｕｌｄａｄｓｏｒｂｏｎｇｒａｐ

5、ｈｅｎｅ′ｓｓｕｒｆａｃｅ，ｓｏｉｔｃｏｕｌｄｆｏｒｍＰＮＤＶ-ＲＧＯｃｏｍｐｌｅｘａｎｄｔｈｅｓｔａｂｌｅｇｒａｐｈｅｎｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｓｉｎｇｌｅ-ｌａｙｅｒｇｒａｐｈｅｎｅｗｉｔｈ１μｍｉｎｗｉｄｔｈｃｏｕｌｄｂｅｓｅｅｎｂｙｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉ-ｃｒｏｓｃｏｐｅ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ａｆｔｅｒｂｕｂｂｌｉｎｇＣＯ２／Ｎ２ｉｎｔｕｒｎ，ｇｒａｐｈｅｎｅｉｎｓｙｓｔｅｍｉｎｄｉｃａｔｅｄｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ／ａｇｇｒｅ-ｇａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎａ．Keywords：ｇｒａｐｈｅｎｅ；π-πｃｏｎｊｕｇａｔｅａｃｔｉｏｎ；

6、ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ＣＯ２ｒｅｓｐｏｎｓｅ；ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍａｔｅｒｉａｌ自从２００４年单层石墨烯被英国曼切斯特大基团存在，所以在水溶液中石墨烯层与层之间有［１］学的Ｇｅｉｍ小组成功获得以来，石墨烯便以其着很强的π-π作用力和范德华力，这导致石墨烯［２-８］独特的物理化学性质而备受关注，在能源、材极易相互团聚在一起，不利于进一步加工，也无法料、医学等领域有着极大的应用前景。然而，石墨显示出纳米特性，极大地限制了其应用范围。烯通常是由氧化石墨烯还原所得，表面已无亲水目前石墨烯的改性分散方法可分为两大类：收稿日期：２０１６-０６-２３基金项目：四川省应用基础研究资助项目（２０

7、１４ＪＹ０１５９）；四川省教育厅科研资助项目（１５ＺＢ０４８５）；西南民族大学中央高校基本科研业务费专项资助项目（２０１６ＮＺＹＱＮ１６）作者简介：何帅（１９８６-），男，汉族，四川南充人，博士，主要从事新型纳米材料的构筑和性能分析的研究。Ｅ-ｍａｉｌ：ｈｅｓｈｕａｉｆｉｓｈ＠１２６．ｃｏｍ通信联系人：王继宇，研究员，Ｅ-ｍａｉｌ：ｊｉｙｕｗａｎｇ＠ｃｉｏｃ．ａｃ．ｃｎ第９期何帅等：ＣＯ２响应石墨烯体系的制备