本發明涉及分散劑，更具體地說，它涉及一種高濃度水性石墨烯分散劑。
背景技術：
1、石墨烯作為一種二維納米材料，因其卓越的機械強度、優異的導電性和熱導率以及較大的比表面積，在電子器件、復合材料、能源存儲等領域展現出巨大的應用潛力，獨特的物理和化學性質使其成為眾多高新技術領域的理想材料。然而，石墨烯片層之間強烈的π-π相互作用和范德華力使得它們在溶劑中極易發生團聚，難以形成穩定、均勻的分散體系，這種團聚現象嚴重限制了石墨烯優異性能的充分發揮，阻礙了其大規模工業化應用的進程。為了解決這一問題，研究者們開發了多種分散劑以改善石墨烯的分散性，這些分散劑根據其介質環境大致可分為有機溶劑型和水性分散劑兩類。
2、有機溶劑型分散劑雖能有效提升石墨烯在非極性或弱極性體系中的分散效果，但通常伴隨著較高的成本、較差的生物相容性和環境不友好等問題。相比之下，水溶性分散劑因其環保、低成本及與生物系統的良好兼容性而受到更多關注。現有的水溶性分散劑大多采用表面活性劑來實現石墨烯的穩定分散，傳統表面活性劑在分散石墨烯時往往需要較大的用量，而且制備出的石墨烯濃度較低，這不利于構建復合材料，同時也會因為ph值的變化或電解質的存在而導致分散穩定性下降。此外，某些分散劑需要通過復雜的化學處理如氧化還原反應來改性石墨烯，這一過程可能損害石墨烯的原始結構完整性，進而影響其固有的電學和力學性能。因此，本發明提出了一種高濃度水性石墨烯分散劑，以解決上述所提出的技術問題。
技術實現思路
1、針對現有技術中存在的不足，本發明提供了一種具有高效的分散效果、優異的穩定性和環保安全特性的高濃度水性石墨烯分散劑；同時，本發明操作簡單，無需對石墨烯進行氧化還原，能夠完全保持石墨烯片層的完整性，可充分發揮石墨烯性能。
2、本發明提供了一種高濃度水性石墨烯分散劑，采用如下的技術方案：
3、一種高濃度水性石墨烯分散劑，包括以下重量份原料:改性非離子表面活性劑25-30份、木質素磺酸鈉8-12份、消泡劑0.4-0.8份和去離子水90-100份。
4、優選的，所述改性非離子表面活性劑由以下制備步驟制得：
5、s1、將1-芘丁酸、n-羥基丁二酰亞胺、催化劑和n,n'-二環己基碳化二亞胺溶解于二氯甲烷中，在20-25℃下持續攪拌10-14h后水洗、分離有機相、干燥、過濾及減壓蒸餾得到活潑酯衍生物；
6、s2、將活潑酯衍生物溶解于四氫呋喃中，加入聚乙二醇單十二烷基醚，在氮氣保護下，于45-55℃持續攪拌20-24h后洗滌、減壓蒸餾得改性1-芘丁酸；
7、s3、將改性1-芘丁酸溶解在甲苯中，加入丙烯酸正丁酯和過氧化苯甲酰，在氮氣保護下，于60-80℃持續攪拌4-6h后水洗、分離有機相、干燥、過濾及減壓蒸餾得到改性非離子表面活性劑。
8、優選的，所述步驟s1中催化劑為4-二甲基氨基吡啶、n,n-二異丙基乙胺和三乙胺中的至少一種。
9、優選的，所述步驟s2中活潑酯衍生物、四氫呋喃和聚乙二醇單十二烷基醚的質量比為1:6-10:2-4。
10、優選的，所述消泡劑為聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷和明膠中的至少一種。
11、優選的，所述步驟s3中改性1-芘丁酸、甲苯、丙烯酸正丁酯和過氧化苯甲酰的質量比為1:5-10:1-3:0.05-0.08。
12、優選的，所述高濃度石墨烯水性分散劑，由以下方法制得：
13、將改性非離子表面活性劑、木質素磺酸鈉和消泡劑溶解在去離子水中，常溫下持續攪拌10-15min。
14、綜上所述，本發明具有以下有益效果：
15、本發明的水性石墨烯分散劑以改性非離子表面活性劑、木質素磺酸鈉、消泡劑和去離子水為原料制得。改性非離子表面活性劑由1-芘丁酸與n-羥基丁二酰亞胺發生脫水酯化反應，所得產物再與聚乙二醇單十二烷基醚進行親核取代反應得到改性1-芘丁酸，最后再和丙烯酸正丁酯聚合制得。
16、1-芘丁酸的芘環憑借π-π共軛效應緊密附著于石墨烯碳平面，這種強特異性吸附作用不僅有力維持了石墨烯片層的完整性，還使表面活性劑分子具備熒光特性，便于監測分散情況。其與n-羥基丁二酰亞胺反應形成的活潑酯衍生物為后續基團引入創造條件。聚乙二醇單十二烷基醚憑借長鏈結構與醚鍵的親水性和柔性，在水性體系中伸展，發揮空間位阻與增溶效能，有效防止石墨烯團聚。與丙烯酸正丁酯的反應進一步強化了分子的空間位阻及與石墨烯的作用位點，提升吸附效果，進而實現高效分散。
17、木質素磺酸鈉具備一定分散和吸附能力，與改性非離子表面活性劑協同配合，顯著增強了整體分散性與穩定性。消泡劑的添加可減少分散時攪拌產生的氣泡，規避氣泡對石墨烯分散的不良影響，確保分散均勻穩定。去離子水作為溶劑，為石墨烯分散提供穩定的水性環境，杜絕雜質離子的干擾，保障分散體系的性能
1.一種高濃度水性石墨烯分散劑，其特征在于，包括以下重量份原料：改性非離子表面活性劑25-30份、木質素磺酸鈉8-12份、消泡劑0.4-0.8份和去離子水90-100份。
2.根據權利要求1所述的高濃度水性石墨烯分散劑，其特征在于，所述改性非離子表面活性劑由以下制備步驟制得：
3.根據權利要求2所述的高濃度水性石墨烯分散劑，其特征在于，所述步驟s1中按重量份計為8-12份1-芘丁酸、14-17份n-羥基丁二酰亞胺、0.5-0.8份催化劑、9-14份n,n'-二環己基碳化二亞胺和90-100份二氯甲烷。
4.根據權利要求2所述的高濃度水性石墨烯分散劑，其特征在于，所述步驟s1中催化劑為4-二甲基氨基吡啶、n,n-二異丙基乙胺和三乙胺中的至少一種。
5.根據權利要求2所述的高濃度水性石墨烯分散劑，其特征在于，所述步驟s2中活潑酯衍生物、四氫呋喃和聚乙二醇單十二烷基醚的質量比為1:6-10:2-4。
6.根據權利要求1所述的高濃度水性石墨烯分散劑，其特征在于，所述消泡劑為聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷和明膠中的至少一種。
7.根據權利要求2所述的高濃度石墨烯水性分散劑，其特征在于，所述步驟s3中改性1-芘丁酸、甲苯、丙烯酸正丁酯和過氧化苯甲酰的質量比為1:5-10:1-3:0.05-0.08。
8.根據權利要求1所述的高濃度石墨烯水性分散劑，其特征在于，由以下方法制得：將改性非離子表面活性劑、木質素磺酸鈉和消泡劑溶解在去離子水中，常溫下持續攪拌10-15min。