用酸處理有機(jī)高分子材料的方法，以及表面附碳材料、含有官能化石墨烯的粉末產(chǎn)品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用酸處理有機(jī)高分子材料的方法，以及由該方法獲得的表面附碳材料、含有官能化石墨烯的粉末產(chǎn)品等。
【背景技術(shù)】
[0002]本申請(qǐng)的【背景技術(shù)】披露于以下文獻(xiàn)中:
[0003]Virendra Singh, Daeha Joung, Lei Zhai, Soumen Das, Saiful1.KhondakerjSudipta Seal.Graphene based materials:Past, present and future.Progress in Materials Science56 (2011) 1178-1271.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及使用酸處理有機(jī)高分子材料從而獲得表面碳化的材料或含石墨烯的粉末材料的方法。
[0005]具體地，本發(fā)明包含以下內(nèi)容:
[0006]實(shí)施方式1.處理待處理材料的表面的方法(或者制備表面附碳材料的方法)，所述方法包括:使酸與待處理材料接觸從而獲得表面附碳材料。
[0007]實(shí)施方式2.實(shí)施方式I的方法，其中在接觸時(shí)，所述酸的溫度為25_150°C，優(yōu)選30至130°C，優(yōu)選40至120°C，優(yōu)選45至110°C，優(yōu)選50至100°C，優(yōu)選55至95°C，優(yōu)選60至90°C，優(yōu)選65至85°C，優(yōu)選70至80°C。
[0008]實(shí)施方式3.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的方法，其中所述接觸所持續(xù)的時(shí)間為0.1秒至30天,優(yōu)選I秒至I天,更優(yōu)選10秒至10小時(shí),更優(yōu)選60秒至I小時(shí),更優(yōu)選300秒至10分鐘。
[0009]實(shí)施方式4.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的方法，其中所述待處理材料與酸的重量比為:10000:1 至 1:10000，優(yōu)選 5000:1 至 1:5000，更優(yōu)選 2000:1 至 1:2000，更優(yōu)選 1000:1至1:1000，更優(yōu)選500:1至1:500，更優(yōu)選100:1至1:100，更優(yōu)選至50:1至1:50，更優(yōu)選至10:1至1:100,更優(yōu)選至1:1至1:90,更優(yōu)選至1:2至1:80,更優(yōu)選至1:3至1:70,更優(yōu)選至1:4至1:50,更優(yōu)選至1:5至1:40,更優(yōu)選至1:8至1:30,更優(yōu)選至1:9至1:25,更優(yōu)選至1:10至1:15,更優(yōu)選至1:11至1:13。
[0010]實(shí)施方式5.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的方法，其中所述待處理材料是有機(jī)高分子材料或者所述待處理材料的表面覆蓋有有機(jī)高分子材料，優(yōu)選地，所述有機(jī)高分子材料是塑料。
[0011]實(shí)施方式6.實(shí)施方式5的方法，其中所述有機(jī)高分子材料選自聚烯烴(例如聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯)、聚酯、聚酰胺。
[0012]實(shí)施方式7.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的方法，其中所述酸是路易斯酸或者布朗斯特酸。
[0013]實(shí)施方式8.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的方法，其中所述酸選自有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸，例如有機(jī)磺酸或無(wú)機(jī)磺酸。在一種實(shí)施方式中，所述表面附碳材料的表面碳層帶有磺酸基團(tuán)。
[0014]實(shí)施方式9.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的方法，其中所述酸選自氟磺酸、氯磺酸、硫酸/鹽酸混合物、硫酸/氫氟酸混合物，及其任意組合。
[0015]實(shí)施方式10.前述實(shí)施方式中任一項(xiàng)的方法，其中所述酸的濃度為高于80%，優(yōu)選高于81 %，優(yōu)選高于82 %，優(yōu)選高于83 %，優(yōu)選高于84 %，優(yōu)選高于85 %，優(yōu)選高于86 %，優(yōu)選高于87 %，優(yōu)選高于88 %，優(yōu)選高于89 %，優(yōu)選高于90 %，優(yōu)選高于91%，優(yōu)選高于92 %，優(yōu)選高于93 %，優(yōu)選高于94 %，優(yōu)選高于95 %，優(yōu)選高于96 %，優(yōu)選高于97 %，優(yōu)選高于98 %，優(yōu)選高于99 %，最優(yōu)選為99.5 %至100 %。
[0016]實(shí)施方式11.一種表面附碳材料，其中所述材料具有表面碳層，所述表面碳層的表面電阻為114至10 Ω，優(yōu)選113至12 Ω，優(yōu)選112至13 Ω，優(yōu)選111至14 Ω，優(yōu)選101°至15 Ω，優(yōu)選19至16 Ω，優(yōu)選18至17 Ω。在一種實(shí)施方式中，所述表面碳層是連續(xù)的(優(yōu)選在視覺(jué)上是連續(xù)的)。在一種實(shí)施方式中，所述表面碳層是光滑的(優(yōu)選在視覺(jué)上是光滑的)。
[0017]實(shí)施方式12.實(shí)施方式11的表面附碳材料，其中所述表面碳層的厚度為10 9-10 1米，優(yōu)選10 8-10 2米，優(yōu)選10 7-10 3米，優(yōu)選10 6-10 4米，優(yōu)選10 5-10 3米。
[0018]實(shí)施方式13.實(shí)施方式11或12的表面附碳材料，其中所述表面碳層具有微孔結(jié)構(gòu)，其中所述微孔的孔徑為0.001-100微米，0.004-50微米，優(yōu)選0.008-10微米，優(yōu)選0.01-8微米，優(yōu)選0.05-5微米，優(yōu)選0.1-1微米，優(yōu)選0.3-0.7微米，優(yōu)選0.4-0.6微米。
[0019]實(shí)施方式14.實(shí)施方式11-13中任一項(xiàng)的表面附碳材料，其中所述表面附碳材料由實(shí)施方式1-10中任一項(xiàng)的方法制備。
[0020]實(shí)施方式15.由實(shí)施方式1-10中任一項(xiàng)的方法制備的制品，或者由實(shí)施方式11-14中任一項(xiàng)的表面附碳材料制備的制品。
[0021]實(shí)施方式16.實(shí)施方式15的制品，其中所述制品選自:塑料電鍍制品，抗靜電管(板/膜)，散熱片(膜)。
[0022]實(shí)施方式17.制備固體粉末或其溶液的方法，其中所述方法包括以下步驟:
[0023]a.使酸與待處理材料接觸，其中所述待處理材料含有有機(jī)高分子材料，優(yōu)選地，所述待處理材料是有機(jī)高分子材料，更優(yōu)選所述有機(jī)高分子材料是塑料；
[0024]b.進(jìn)行分離從而獲得所述固體粉末或者所述固體粉末的水溶液。
[0025]實(shí)施方式18.實(shí)施方式17的方法，其中在接觸時(shí)，所述酸的溫度為60_175°C，優(yōu)選65至170°C，優(yōu)選70至165°C，優(yōu)選75至160°C，優(yōu)選80至155°C，優(yōu)選85至150°C，優(yōu)選90 至 145°C，優(yōu)選 95 至 140°C，優(yōu)選 100 至 135°C，優(yōu)選 105 至 130°C，優(yōu)選 110 至 125°C，優(yōu)選 115 至 120。。。
[0026]實(shí)施方式19.實(shí)施方式17-18中任一項(xiàng)的方法，其中所述接觸所持續(xù)的時(shí)間為5分鐘至30天,優(yōu)選10分鐘至15天,更優(yōu)選30分鐘至72小時(shí),更優(yōu)選I小時(shí)至40小時(shí),更優(yōu)選2小時(shí)至30小時(shí)，更優(yōu)選5小時(shí)至24小時(shí)，更優(yōu)選10小時(shí)至20小時(shí)，更優(yōu)選12小時(shí)至18小時(shí)。
[0027]實(shí)施方式20.實(shí)施方式17-19中任一項(xiàng)的方法，其中所述待處理材料與酸的重量比為:10000:1 至 1:10000，優(yōu)選 5000:1 至 1:5000，更優(yōu)選 2000:1 至 1:2000，更優(yōu)選 1000:1至1:1000，更優(yōu)選500:1至1:500，更優(yōu)選100:1至1:100，更優(yōu)選至50:1至1:50，更優(yōu)選至10:1至1:100,更優(yōu)選至1:1至1:90,更優(yōu)選至1:2至1:80,更優(yōu)選至1:3至1:70,更優(yōu)選至1:4至1:50,更優(yōu)選至1:5至1:40,更優(yōu)選至1:8至1:30,更優(yōu)選至1:9至1:25,更優(yōu)選至1:10至1:15,更優(yōu)選至1:11至1:13。
[0028]實(shí)施方式21.實(shí)施方式17-20中任一項(xiàng)的方法，其中在進(jìn)行所述接觸之前，將所述酸恒溫5-60分鐘。
[0029]實(shí)施方式22.實(shí)施方式17-21中任一項(xiàng)的方法，其中所述有機(jī)高分子材料選自聚烯烴(例如聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯)、聚酯、聚酰胺。
[0030]實(shí)施方式23.實(shí)施方式17-22中任一項(xiàng)的方法，其中所述酸是路易斯酸或者布朗斯特酸。
[0031]實(shí)施方式24.實(shí)施方式17-23中任一項(xiàng)的方法，其中所述酸選自有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸，例如有機(jī)磺酸或無(wú)機(jī)磺酸。在一種實(shí)施方式中，所述固體粉末帶有磺酸基團(tuán)。
[0032]實(shí)施方式25.實(shí)施方式17-24中任一項(xiàng)的方法，其中所述酸選自氟磺酸、氯磺酸、硫酸/