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石墨烯由于其优良的光学、电学、磁学以及机械性能引起越来越多的科研工作者关注,其应用也渗透到各个领域。由于石墨烯的表面不带任何基团,这使石墨烯很难稳定分散且分散浓度不高,分散液中溶剂极性或pH值等因素的微小变动就能引起石墨烯团聚沉淀,同时也阻碍了石墨烯功能材料的制备。因此对石墨烯进行共价功能化,一方面改善石墨烯的分散性使其表面带上能够进行后续反应的官能团;另一方面将石墨烯的能带打开,调节石墨烯的物理、化学性质,拓展它在各种器件中的应用。因此,对石墨烯进行共价可控功能化是十分必要的。本研究以微晶石墨为原料通过还原氧化法和液相剥离法两条途径制备出石墨烯分散液,并通过重氮盐对其进行功能化处理。以期改善石墨烯的分散性、在石墨烯表面修饰可反应基团,为制备石墨烯功能材料提供反应平台。同时,以羧基化石墨烯为平台与酞菁反应制备出石墨烯/酞菁纳米复合材料,该材料的非线性光学性能优异。本研究工作可以概括为以下几点:(1)以微晶石墨为原料通过还原氧法制备出还原氧化石墨烯分散液,并通过重氮化制备出羧基化还原氧化石墨烯。随后,羧基化还原氧化石墨烯与自制的四氨基酞菁通过酰胺化反应制备出还原氧化石墨烯/酞菁纳米复合材料。该复合材料在强极性溶剂中的分散浓度比羧基化还原氧化石墨烯更高,达到4mg/mL。热重结果表明在该复合材料中酞菁的接枝率约为25%。(2)在苯衍生物和NMP的混合溶液中通过对微晶石墨超声制备出插层石墨复合物,将该复合物在不同的强极性溶剂中超声5-7小时制备出不同溶剂的石墨烯均质分散液;也可在混合液中继续超声剥离制备出石墨烯在混合溶液中的分散液。该方法超声剥离时间短,所制备的石墨烯片较大,质量较好、由单层或少数几层组成。(3)上述制备的石墨烯与带各种官能团的苯重氮盐反应制备出各种功能化石墨烯。功能化后石墨烯的分散性显著改善,能在易挥发性溶剂丙酮中分散。我们发现改变重氮盐的用量时功能化程度也随之改变,这表明该反应在一定程度上可控。为了进一步证明功能化石墨烯为制备各种石墨烯纳米材料提供了一个可反应的平台,我们将分子结构较复杂的酞菁与羧基化石墨烯进行酰胺化反应,并对它进行了相关结构和性能表征。