石墨烯在硅烷偶联剂水溶液中的分散性能

摘要

为了降低纳米石墨烯的团聚现象、提高其分散性能,采用6种硅烷偶联剂对纳米石墨烯颗粒进行了表面改性,并采用目测法、傅里叶红外光谱、透射电镜、拉曼光谱和X射线衍射等方法,对石墨烯在硅烷偶联剂水溶液中的分散性能进行了评价.结果表明:6种硅烷偶联剂对促进石墨烯在水溶液中分散有较好的效果,石墨烯分散液静置30 d未见明显沉降;以3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为例,石墨烯在KH-550水溶液种分散后,石墨烯表面的羧基和KH-550的氨基反应生成酰胺键,KH-550成功接枝在石墨烯表面,极性官能团在水中电离形成静电排斥效应,或亲水官能团与水分子形成氢键,提高了石墨烯的分散稳定性;分散后的石墨烯呈卷曲状态,含大量褶皱,厚度大致3~4层厚,层间距约为0.65 nm,晶格完整,缺陷减少.纳米石墨烯在在硅烷偶联剂水溶液中的分散性较好,可用于制备水泥基复合材料.