Page 218 - 《精细化工》2021年第12期

·2580· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

少等原因，导致其很容易在分散溶剂中团聚，不能 究为拓展石墨烯在纺织品功能整理方面的应用提供
[5]
形成稳定的分散体系 。针对此问题，学者们一方 了一种新思路，对改善石墨烯同织物的结合力及制
面在石墨烯还原过程中加入具有稳定作用的分散 备多功能纺织品具有重要意义。
[6]
剂，力求使得到的石墨烯体系稳定。如 MA 等 以
L-赖氨酸为还原剂，羧甲基淀粉（CMS）为分散剂 1 实验部分
对氧化石墨烯（GO）进行还原，由于 CMS 吸附在
1.1 主要试剂和仪器
还原氧化石墨烯（rGO）表面，使 rGO 具有良好的
鳞片石墨粉（质量分数为 97%），阿拉丁试剂
分散性。另一方面，则通过在石墨烯结构中引入一
（上海）有限公司；直接灰 D（质量分数为 97%），
些极性或离子基团来提高石墨烯的分散性。如通过
上海一基实业有限公司；十二烷基苯磺酸钠（SDBS），
重氮盐对石墨烯进行共价修饰，这不仅可保留石墨
AR，上海麦克林生化科技有限公司；N,N-二甲基甲
烯的优良性能，提高其分散性，还可以改进石墨烯
酰胺（DMF）（质量分数为 99.5%），东方（北京）
的光学、化学和电子性能，成为目前石墨烯改性的 科技发展有限公司；高锰酸钾，AR，广东汕头市西
[7]
一个重要手段。林菊香等 利用对氨基苯磺酸重氮
陇化工厂；过氧化氢（质量分数为 30%），北京化工
盐对机械剥离法制备的石墨烯进行共价改性，制备
厂；渗透剂（JFC），AR，成都艾科达化学试剂有限
出亲水性石墨烯，0.045 g/L 的改性石墨烯水分散液
公司；纯棉布，永盛棉织厂。
经过 1 d 的静置后，改性石墨烯质量浓度可保持在
[8]
0.0398 g/L。WANG 等 利用卟啉重氮氟硼酸盐对石 Mu504A 型轧车，北京纺织机械器材研究所；
UT61E+型数字万用表（量程 220 MΩ），优利德科技
墨烯进行共价改性，以提高石墨烯在有机溶剂中的
（中国）股份有限公司；DXRxi 显微拉曼成像光谱
分散性，卟啉这种稳定的功能性染料还可使改性后
仪，赛默飞世尔科技（中国）有限公司；iS10 傅里
的石墨烯在光收集和光电子器件中发挥作用。此外，
[9]
还有将石墨烯与聚合物相结合的报道 ，除了利用 叶变换红外光谱仪、iS10 紫外-可见分光光度计，美
国 Thermo Scientific 公司；Axis SupraX 射线光电子
聚合物良好的分散性提高石墨烯的分散性外，还可
能谱仪（XPS），岛津企业管理（中国）有限公司；
将石墨烯的优良性能赋予聚合物，得到功能或智能
TG/DTA 6300 型热重差热综合热分 析仪，日本
材料，以满足不同领域的需求。
石墨烯自 2004 年由曼彻斯特大学物理学家 SEIKO 仪器公司。
Andre Geim 发现至今，也受到了纺织工作者的极大 1.2 还原氧化石墨烯（rGO）的制备
关注，同时各类石墨烯复合材料也被广泛用于自清 本实验参照文献[18]的方法制备氧化石墨烯
洁纺织品 [10] 、导电织物 [11-12] 、抗菌 [13] 、抗紫外纺织 （GO）。再通过水热法将制备的 GO 进行还原：首
品 [14-16] 和可穿戴式眼动追踪和眼控远程物体交互等 先，将 GO 配制成质量浓度为 1.5 g/L 的 GO 悬浊液，
特种防护纺织品 [17] 的研究开发。但由于石墨烯复合 放在水热釜中于 180 ℃还原 12 h，最后在–50 ℃下
材料本身水分散性差且同织物的结合力弱，目前石 将其冷冻干燥，得到 rGO 粉末。
墨烯一般以表面涂层和直接添加纺丝的方式加工到 1.3 直接灰 D 重氮盐的制备
纺织品上。这一方面增加了加工操作程序；另一方 称取直接灰 D 2.7 g（0.005 mol）、亚硝酸钠 0.52
面，由于分散溶剂的大量使用会导致环境污染。此 g（0.0075 mol）放入 150 mL 烧杯中，加入 10 g 水，
外，整理织物的手感差，服用舒适性不良。目前， 混合均匀，降温至 0~5 ℃，向其中缓慢加入质量分
虽有利用染料共价改性石墨烯的研究，但其主要用 数为 25%的硫酸溶液进行重氮化，反应 3 h，得到直
于太阳能的光电转化、传感器和光热治疗等方面， 接灰 D 的重氮盐。
且所用染料同棉织物没有结合力，不适宜用作织物 1.4 染料共价改性石墨烯（MG）的制备
整理。 向 25 mL DMF 中加入 rGO 50 mg，超声分散 1
为解决石墨烯分散性差、与织物结合困难且结 h，然后加入 0.5 g SDBS 继续超声分散 30 min，得
合不牢固等问题，本文采用水溶性良好且可直接上 到 rGO 的 DMF 分散液。将分散液冷却至 5~10 ℃
染棉织物的染料直接灰 D 作为改性剂，经重氮化后 后，加入到 1.3 节制得的重氮盐中，保持体系在 5~10
接枝到自制还原氧化石墨烯（rGO）上，以改善 rGO ℃反应 4 h，室温下继续反应 8 h。用聚四氟乙烯滤
在水体系中的分散性，经改性后的 rGO 同时具有了 膜（孔径 220 nm）对反应混合物进行充分过滤，并
直接灰 D 和石墨烯的特性，将其用于功能和智能纺 分别用水、乙醇、丙酮先后对滤渣清洗数次，直至
织品整理，可提高整理剂自身在织物上的耐久性， 滤液无色，将清洗后的样品在 60 ℃下真空干燥，
同时初步对整理织物进行了导电性实验。本研 得到黑色直接灰 D 共价改性石墨烯（MG）粉末。