氧化石墨烯在镀层封闭剂中的性能研究

郭崇武，赖奂汶，夏亮

（广州超邦化工有限公司，广东 广州 510460）

2004年Novoselov、Geim等人报道了在石墨烯方面的开创性研究[1]，并于2010年获得了诺贝尔物理学奖。石墨烯是目前自然界发现的最薄的具有二维结构的碳纳米材料，石墨烯和氧化石墨烯具有特殊的电学、光学、力学等优异的物理化学性能，稳定性高，比表面积大，在航空航天、电子信息、材料科学、医学等领域获得了广泛的研究与应用[2-4]。

在镀层封闭剂的研究中，笔者公开了一种羟基石墨烯改性镀层封闭剂及其制备方法[5-6]，随后对这种封闭剂的性能及应用作了进一步的研究和开发[7-15]。羟基石墨烯是氧化石墨烯，在这款产品的研究与应用中，笔者发现了氧化石墨烯具有与成膜物质硅溶胶发生缩合反应、二次钝化等特性，在此与业界同仁分享。

1 氧化石墨烯的结构特点

1.1 表面官能团丰富

氧化石墨烯能溶于水，但溶解性不佳，含石墨烯质量分数(碳含量)1%的水溶液为黑色浆状物质，将其配成100 g/L的水溶液，氧化石墨烯便会明显出现团聚现象，在一定程度上限制了氧化石墨烯的应用。如何提高氧化石墨烯的溶解性及稳定性，业内已经进行了大量的功能化改性研究，但很多研究仍处于初级阶段，氧化石墨烯的一些潜在性能仍需更深入地开发研究。

石墨烯的骨架是稳定的多环芳烃结构，而边缘或缺陷部位具有较高的反应活性。氧化石墨烯表面富含多种含氧基团，如羟基、羰基、羧基、环氧基、酯基等，可以通过异氰酸酯化反应、羧基酰化反应、环氧基开环反应、重氮化反应、加成反应等对氧化石墨烯进行功能化改性[16]，改性后的氧化石墨烯产生了许多新的性能，使其具有更广阔的开发与应用空间。……