本发明涉及一种石墨烯的制备方法，特别是涉及一种乙烯基功能化石墨烯的制备方法。
背景技术：
石墨烯为sp2杂化构成的蜂巢结构的单层石墨片，关于石墨烯的第一篇论文发表于2004年，首次制备出了室温下稳定存在的二维材料，打破了二维材料不能在室温下稳定存在的说法，其发现者因此而获得了2010年的诺贝尔物理学奖。由于石墨烯具有优异的力学、电学性能，同时具有较高的透光率，作为碳家族的新成员而备受关注，很大一部分研究者在研究制备大面积制备单层或少层石墨烯；同样有许多研究者在研究制备石墨烯粉体材料，其中氧化还原法是目前制备石墨烯粉体最常用的方法，也是实现石墨烯粉体大规模制备最有潜力的一个方法。与此同时，很多研究者在研究石墨烯衍生物、石墨烯的杂化材料等，石墨烯的改性能够使其更加适用于某一领域的要求。
石墨烯的研究方向日益趋向于两方面，一方面是大面积单层或少层石墨烯的制备，另一方面是石墨烯粉体的制备，其中包括改性石墨烯粉体的制备。为了提高或改善石墨烯的性质和应用方面，通过化学掺杂向石墨烯中引入其他原子或官能团，可以更好地拓展其物理和化学性质，乙烯基改性的石墨烯具有优良的机械性能，导电性能，力学性能和阻燃性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种乙烯基功能化石墨烯的制备方法，该方法通过改进hummers法将石墨氧化、剥离，冻干后得氧化石墨烯；含有乙烯基的硅烷偶联剂水解生成si-oh基团与氧化石墨烯反应一定时间生成si-o-c键，从而得到乙烯基功能化石墨烯，本发明制备的乙烯基功能化石墨烯具有良好的增强、增韧效果，使其在树脂增强、增韧或其他领域中具有潜在应用价值。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
乙烯基功能化石墨烯的制备方法，所述方法包括以下制备过程：
该乙烯基功能化石墨烯的制备方法为两个步骤进行，第一步，将石墨通过改性hummers法制备氧化石墨烯；第二步，将氧化石墨烯分散在合适的溶剂中，与含乙烯基的化合物反应若干小时，产物经离心、洗涤、干燥处理，得黑色固体粉末；
在第一步合成氧化石墨烯中，预氧化过程中所用过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的任意一种或几种的混合物；反应温度控制在80℃；反应时间为3-6h；制备氧化石墨烯过程中低温阶段需将体系温度控制在15℃以下，稀释过程中需控制温度低于30℃；
在第二步中，所用溶剂为水或甲醇、乙醇、thf、dmf中的任一种或者几种与水的混合物；在第二步中，反应温度控制在40-60℃之间，反应时间为6-8h；kh-570硅烷偶联剂、a-151硅烷偶联剂、a-171硅烷偶联剂和a-172硅烷偶联剂等含有乙烯基的试剂与氧化石墨烯的比例在5:1-10:1；洗涤溶剂为水并采用冷冻干燥。
所述的乙烯基功能化石墨烯的制备方法，所述按照上述方法制备的乙烯基功能化石墨烯结构如下：
本发明的优点与效果是：
1、本发明提供的乙烯基功能化石墨烯的制备方法简单，设备要求低，原料易得，可用于材料改性方面。
2、本发明提供的制备方法简单，条件容易控制，后处理方便。
3、本发明制备的乙烯基功能化石墨烯有更好的后续利用价值，可用于获得含有石墨烯的高聚物。
4、本发明制备的乙烯基功能化石墨烯为黑色固体粉末，具有良好的增强、增韧效果、制备方法简单，条件容易控制，后处理方便。本发明旨在合成乙烯基功能化石墨烯，使其能够在树脂增强、增韧或其他领域中具有潜在应用价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
第一步：向装有回流冷凝管、温度计和磁子的250ml三口瓶中加入30ml浓硫酸，加入8.5g过硫酸铵，8.5g五氧化二磷，加热至80℃后加入10g石墨，保温反应3.5h，用水稀释至1l后，抽滤、洗涤至ph≈7，于烘箱中80℃干燥过夜得到预氧化石墨；将375ml浓硫酸、所得与氧化石墨于冰浴条件下均匀混合，缓慢将40gkmno4加入到混合液中，期间保证温度低于15℃，加毕后将水浴升温至35℃，保温反应2h，冰浴条件下将所得混合液用水稀释至3l，保证温度低于30℃，加入h2o260ml，体系为橙黄色溶液，放置过夜后去掉上清液，用5%稀盐酸洗涤3次，用蒸馏水洗涤3次后，水加体系混合液为2l，超声处理5h，冷冻干燥后的氧化石墨烯。
第二步：称取0.5g氧化石墨烯，蒸馏水50ml，超声1h后得10mg/ml的氧化石墨烯水溶液，将其转移到250ml三口烧瓶中，加入1gkh-570硅烷偶联剂，40℃下保温反应6h，降至室温后进行离心洗涤，大约用蒸馏水洗涤3-5次，冷冻干燥后得到黑色粉末，为乙烯基功能化石墨烯。
实施例2：
第一步：同实施例1。
第二步：称取0.5g氧化石墨烯，蒸馏水25ml，乙醇75ml，超声1h后得5mg/ml的氧化石墨烯乙醇水溶液，将其转移到250ml三口烧瓶中，加入1gkh-570硅烷偶联剂，40℃下保温反应6h，降至室温后进行离心洗涤，大约用蒸馏水洗涤3-5次，冷冻干燥后得到黑色粉末，为乙烯基功能化石墨烯。
实施例3：
第一步：同实施例1。
第二步：称取0.5g氧化石墨烯，蒸馏水50ml，超声1h后得10mg/ml的氧化石墨烯水溶液，将其转移到250ml三口烧瓶中，加入1ga-172硅烷偶联剂，40℃下保温反应6h，降至室温后进行离心洗涤，大约用蒸馏水洗涤3-5次，冷冻干燥后得到黑色粉末，为乙烯基功能化石墨烯。
实施例4：
第一步：同实施例1。
第二步：称取0.5g氧化石墨烯，蒸馏水50ml，超声1h后得10mg/ml的氧化石墨烯水溶液，将其转移到250ml三口烧瓶中，加入1ga-151硅烷偶联剂，40℃下保温反应6h，降至室温后进行离心洗涤，大约用蒸馏水洗涤3-5次，冷冻干燥后得到黑色粉末，为乙烯基功能化石墨烯。
实施例5：
第一步：同实施例1。
第二步：称取0.5g氧化石墨烯，蒸馏水50ml，超声1h后得10mg/ml的氧化石墨烯水溶液，将其转移到250ml三口烧瓶中，加入1ga-171硅烷偶联剂，40℃下保温反应6h，降至室温后进行离心洗涤，大约用蒸馏水洗涤3-5次，冷冻干燥后得到黑色粉末，为乙烯基功能化石墨烯。