用酸處理有機高分子材料的方法，以及表面附碳材料、含有官能化石墨烯的粉末產品的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及使用酸處理有機高分子材料的方法，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品等。
【背景技術】
[0002]本申請的【背景技術】披露于以下文獻中:
[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.
【發明內容】
[0004]本發明涉及使用酸處理有機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，本發明包含以下內容:
[0006]實施方式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]實施方式2.實施方式I的方法，其中在接觸時，所述酸的溫度為25_150°C，優選30至130°C，優選40至120°C，優選45至110°C，優選50至100°C，優選55至95°C，優選60至90°C，優選65至85°C，優選70至80°C。
[0008]實施方式3.前述實施方式中任一項的方法，其中所述接觸所持續的時間為0.1秒至30天,優選I秒至I天,更優選10秒至10小時,更優選60秒至I小時,更優選300秒至10分鐘。
[0009]實施方式4.前述實施方式中任一項的方法，其中所述待處理材料與酸的重量比為:10000:1 至 1:10000，優選 5000:1 至 1:5000，更優選 2000:1 至 1:2000，更優選 1000:1至1:1000，更優選500:1至1:500，更優選100:1至1:100，更優選至50:1至1:50，更優選至10:1至1:100,更優選至1:1至1:90,更優選至1:2至1:80,更優選至1:3至1:70,更優選至1:4至1:50,更優選至1:5至1:40,更優選至1:8至1:30,更優選至1:9至1:25,更優選至1:10至1:15,更優選至1:11至1:13。
[0010]實施方式5.前述實施方式中任一項的方法，其中所述待處理材料是有機高分子材料或者所述待處理材料的表面覆蓋有有機高分子材料，優選地，所述有機高分子材料是塑料。
[0011]實施方式6.實施方式5的方法，其中所述有機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]實施方式7.前述實施方式中任一項的方法，其中所述酸是路易斯酸或者布朗斯特酸。
[0013]實施方式8.前述實施方式中任一項的方法，其中所述酸選自有機酸或無機酸，例如有機磺酸或無機磺酸。在一種實施方式中，所述表面附碳材料的表面碳層帶有磺酸基團。
[0014]實施方式9.前述實施方式中任一項的方法，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]實施方式10.前述實施方式中任一項的方法，其中所述酸的濃度為高于80%，優選高于81 %，優選高于82 %，優選高于83 %，優選高于84 %，優選高于85 %，優選高于86 %，優選高于87 %，優選高于88 %，優選高于89 %，優選高于90 %，優選高于91%，優選高于92 %，優選高于93 %，優選高于94 %，優選高于95 %，優選高于96 %，優選高于97 %，優選高于98 %，優選高于99 %，最優選為99.5 %至100 %。
[0016]實施方式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，優選113至12 Ω，優選112至13 Ω，優選111至14 Ω，優選101°至15 Ω，優選19至16 Ω，優選18至17 Ω。在一種實施方式中，所述表面碳層是連續的(優選在視覺上是連續的)。在一種實施方式中，所述表面碳層是光滑的(優選在視覺上是光滑的)。
[0017]實施方式12.實施方式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，優選10 8-10 2米，優選10 7-10 3米，優選10 6-10 4米，優選10 5-10 3米。
[0018]實施方式13.實施方式11或12的表面附碳材料，其中所述表面碳層具有微孔結構，其中所述微孔的孔徑為0.001-100微米，0.004-50微米，優選0.008-10微米，優選0.01-8微米，優選0.05-5微米，優選0.1-1微米，優選0.3-0.7微米，優選0.4-0.6微米。
[0019]實施方式14.實施方式11-13中任一項的表面附碳材料，其中所述表面附碳材料由實施方式1-10中任一項的方法制備。
[0020]實施方式15.由實施方式1-10中任一項的方法制備的制品，或者由實施方式11-14中任一項的表面附碳材料制備的制品。
[0021]實施方式16.實施方式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高分子材料，優選地，所述待處理材料是有機高分子材料，更優選所述有機高分子材料是塑料；
[0024]b.進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]實施方式18.實施方式17的方法，其中在接觸時，所述酸的溫度為60_175°C，優選65至170°C，優選70至165°C，優選75至160°C，優選80至155°C，優選85至150°C，優選90 至 145°C，優選 95 至 140°C，優選 100 至 135°C，優選 105 至 130°C，優選 110 至 125°C，優選 115 至 120。。。
[0026]實施方式19.實施方式17-18中任一項的方法，其中所述接觸所持續的時間為5分鐘至30天,優選10分鐘至15天,更優選30分鐘至72小時,更優選I小時至40小時,更優選2小時至30小時，更優選5小時至24小時，更優選10小時至20小時，更優選12小時至18小時。
[0027]實施方式20.實施方式17-19中任一項的方法，其中所述待處理材料與酸的重量比為:10000:1 至 1:10000，優選 5000:1 至 1:5000，更優選 2000:1 至 1:2000，更優選 1000:1至1:1000，更優選500:1至1:500，更優選100:1至1:100，更優選至50:1至1:50，更優選至10:1至1:100,更優選至1:1至1:90,更優選至1:2至1:80,更優選至1:3至1:70,更優選至1:4至1:50,更優選至1:5至1:40,更優選至1:8至1:30,更優選至1:9至1:25,更優選至1:10至1:15,更優選至1:11至1:13。
[0028]實施方式21.實施方式17-20中任一項的方法，其中在進行所述接觸之前，將所述酸恒溫5-60分鐘。
[0029]實施方式22.實施方式17-21中任一項的方法，其中所述有機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]實施方式23.實施方式17-22中任一項的方法，其中所述酸是路易斯酸或者布朗斯特酸。
[0031]實施方式24.實施方式17-23中任一項的方法，其中所述酸選自有機酸或無機酸，例如有機磺酸或無機磺酸。在一種實施方式中，所述固體粉末帶有磺酸基團。
[0032]實施方式25.實施方式17-24中任一項的方法，其中所述酸選自氟磺酸、氯磺酸、硫酸/