權(quán)利要求書： 1.一種單層多孔石墨烯的化學(xué)制備方法，其特征在于，以冠醚定量接枝籠型倍半硅氧烷衍生物形成冠醚環(huán)組裝體，以冠醚環(huán)組裝體作為反應(yīng)試劑的生長環(huán)境模板劑，在液相環(huán)境中定量絡(luò)合確定微觀數(shù)量的反應(yīng)試劑；冠醚定量接枝籠型倍半硅氧烷衍生物與反應(yīng)試劑的絡(luò)合溶液在石墨烯上旋涂均勻成單分子膜，置于管式爐中加熱除去有機物形成反應(yīng)試劑的分子聚集體，然后在惰氣氛中加熱定量反應(yīng)掉石墨烯上微觀數(shù)量的碳原子組成的環(huán)，實現(xiàn)石墨烯精確打孔與孔洞均勻分布；氨基苯并18?冠?6醚定量修飾的八乙烯基籠型倍半硅氧烷在溶液中富集確定微觀數(shù)量的8分子KMnO4反應(yīng)試劑聚集體；冠醚定量接枝籠型倍半硅氧烷衍生物的合成中所用的冠醚環(huán)是氨基苯并18?冠?6醚，所用的籠型倍半硅氧烷是八乙烯基籠型倍半硅氧烷，二者在分子結(jié)構(gòu)中通過飽和的C?N鍵鏈接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單層多孔石墨烯的化學(xué)制備方法，其特征在于，冠醚接枝籠型倍半硅氧烷衍生物即氨基苯并18?冠?6醚修飾八乙烯基籠型倍半硅氧烷的接枝過程主要包括以下步驟：步驟S1：八個乙醛基修飾的籠型倍半硅氧烷的制備；

將NaBH4、BF3和(CH3)2C=CHCH3(Sia)的反應(yīng)產(chǎn)物Sia2BH的混合溶液加入單口燒瓶中，然后加入八乙烯基籠型倍半硅氧烷粉末，其數(shù)量為Sia2BH的摩爾數(shù)的1/8；在30℃~50℃的恒溫油浴中加熱攪拌6 8h；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到透明粘稠狀液體，然后加入少量稀NaOH溶液，~滴入H2O2同時在30℃~60℃的恒溫油浴中加熱攪拌4~6h；減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到透明粘稠狀液體即八個乙羥基修飾的籠型倍半硅氧烷，用丙酸乙酯洗滌后采用40℃ 50℃減壓旋蒸；

~

加入CrO3和吡啶pyridine，通入N2保護，在40℃~70℃的恒溫油浴中加熱攪拌5~8h；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粘稠狀液體即產(chǎn)物八個乙醛基修飾的籠型倍半硅氧烷，用丙酸乙酯洗滌后采用40℃ 50℃減壓旋蒸，產(chǎn)物在真空干燥箱中50℃ 70℃烘干得白色粉末；

~ ~

步驟S2：氨基苯并18?冠?6醚與八個乙醛基修飾的籠型倍半硅氧烷的接枝反應(yīng)；

按照摩爾比8:1將氨基苯并18?冠?6醚粉末與八個乙醛基修飾的籠型倍半硅氧烷粉末依次加入三口燒瓶中，再加入四氫呋喃THF溶劑將混合物粉末溶解，加入少量CH3COOH，在30℃~50℃的恒溫油浴中攪拌6~8h；然后加入NaBH4在30℃~50℃的恒溫油浴中攪拌4~6h，采用50℃ 60℃減壓旋蒸溶劑，之后用丙酸乙酯洗滌再采用50℃ 60℃減壓旋蒸，產(chǎn)物在真空~ ~干燥箱中50℃ 70℃烘干得白色粉末。

~

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單層多孔石墨烯的化學(xué)制備方法，其特征在于，冠醚定量接枝籠型倍半硅氧烷衍生物的合成中，八乙烯基籠型倍半硅氧烷的八個乙烯基全部被定量修飾成乙羥基、乙醛基，然后被八個氨基苯并18?冠?6醚全部定量接枝。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單層多孔石墨烯的化學(xué)制備方法，其特征在于，冠醚接枝籠型倍半硅氧烷的衍生物有機溶液在旋轉(zhuǎn)涂膜儀上的石墨烯平面形成單層分子膜，加熱條件下反應(yīng)試劑8個KMnO4分子組成的聚集體反應(yīng)掉石墨烯上確定微觀數(shù)量的6個碳原子組成的環(huán)，因此石墨烯的孔洞直徑接近1nm。

說明書： 一種單層多孔石墨烯的化學(xué)制備方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于碳材料領(lǐng)域，尤其涉及一種單層多孔石墨烯及其化學(xué)制備方法。背景技術(shù)[0002] 石墨烯是一種二維的由六元環(huán)堆積而成的碳材料。石墨烯具有良好的導(dǎo)電性、機械強度、光學(xué)性能、吸附性能，導(dǎo)熱性能和很高的透明度，目前石墨烯是已知材料中最薄、強度最大的材料，從而石墨烯被應(yīng)用于能源、機械、電子等行業(yè)。[0003] 自2004年英國曼徹斯特大學(xué)的AndreGeim教授與KostyaNovoselov首次采用膠帶剝離得到石墨烯(Graphene)以來，石墨烯的研究就受到廣大科學(xué)研究者重視和研究。石墨烯制備方法有：微機械剝離法、超高真空石墨烯外延生長法、化學(xué)氣相沉積法、溶液剝離法等；所用碳源有甲烷，石墨粉以及液相環(huán)己烷等。[0004] 多面體低聚倍半硅氧烷POSS是由Si?O交替連接的硅氧骨架組成的無機內(nèi)核，其形狀如同一個“籠子”，故得名為籠型聚倍半硅氧烷，其三維尺寸在1～3nm之間，其中Si原子之間的距離為0.5nm，外部有機取代基團R之間距離為1.5nm，屬于納米化合物。這種特殊的結(jié)構(gòu)特點使得POSS具有獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，具備有納米粒子小尺寸效應(yīng)，表面與界面效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)，宏觀量子隧道效應(yīng)，從而具備較強綜合性能，主要應(yīng)用在航天航空材料、多孔材料、聚合物改性及功能材料設(shè)計等方面。POSS在聚合物中的應(yīng)用主要取決于R基，通過選擇起始原料以及后期修飾，可以制備得到含有各種取代基團的POSS化合物，R基可以為反應(yīng)性的基團，如烯基、環(huán)氧基、氨基等等，可以通過反應(yīng)性的R基來與聚合物之間發(fā)生接枝或者聚合反應(yīng)，從而產(chǎn)生聚合物之間化學(xué)鍵合作用，引入POSS基實現(xiàn)分子層上的均勻分散，提高聚合物性能。[0005] 在20世紀(jì)60年代，美國杜邦公司的C.J.Pedersen在研究烯烴聚合催化劑時首次發(fā)現(xiàn)了冠醚。冠醚最主要的特點之一，是可與各種金屬鹽、銨鹽、有機陽離子化合物等形成穩(wěn)定的配合物，可將陽離子螯合于環(huán)內(nèi)，同時由于有朝外排列的脂肪烴基團，故使得生成的配合物可溶于非極性的有機溶劑。冠醚可使堿金屬和有機堿金屬化合物溶解在有機溶劑中，因而在有機合成、光學(xué)拆分、重金屬螯合、分離、分析以及生理活性的醫(yī)藥、生物化學(xué)等方面+得到廣泛的應(yīng)用。18?冠?6分子中的空腔大約為260～320pm，而離子直徑為266pm的K正好可以容納進去，15?冠?5正好可以容納鈉離子；冠醚作為第一代超分子主體化合物，由于其結(jié)構(gòu)簡單、易于衍生化，且與多種正離子具有選擇性絡(luò)合作用，越來越廣泛地被用作為超分子組裝體的構(gòu)筑單元。

[0006] 自組裝單分子膜(Self?AssembledMonolayers)是超分子化學(xué)的一個重要組成部分，是利用固體表面在稀溶液中吸附活性物質(zhì)而形成的有序分子組織，在基片上形成取向緊密排列的一維、二維甚至三維有序單層膜。低維結(jié)構(gòu)材料的物理、化學(xué)性能與基體材料有明顯的不同，自組裝單分子膜技術(shù)是自組裝膜分子與基體材料之間，通過分子間氫鍵、范德華力、靜電力、疏水作用力、π?π堆積作用、陽離子π?吸附等作用力，經(jīng)過自發(fā)組裝形成有序、熱力學(xué)穩(wěn)定的，并且具有某種特定功能的有機分子聚集體或超分子結(jié)構(gòu)。[0007] 為了擴大石墨烯的應(yīng)用范圍，研究者開始了對石墨烯進行化學(xué)修飾和活化的研究。多孔石墨烯即對石墨烯表面“缺陷”進行設(shè)計和加工得到的產(chǎn)物。對于多孔石墨烯的研究，是對其表面缺陷結(jié)構(gòu)的利用。基于石墨烯的優(yōu)異性能和二維納米結(jié)構(gòu)，多孔石墨烯表面的孔結(jié)構(gòu)可以賦予其新的性能和應(yīng)用，比如海水脫鹽、離子通道、DNA測序、氣體的分離與純化。然而在工業(yè)上，精確而低成本的批量打孔實施起來很困難。目前在石墨烯上開孔的方法主要有物理法和化學(xué)法兩種。物理法，如氦離子轟擊、電子束輻射、激光等，利用高能媒介在石墨烯上開出小范圍可控的孔；化學(xué)法，如自下而上的合成法、水蒸氣刻蝕法、貴金屬熱處理刻蝕法等，通過化學(xué)反應(yīng)在石墨烯上開出大范圍的孔。物理法雖然能在孔徑以及其分布上進行精確地控制，但是很難進行大范圍推廣，只適用于實驗室研究，刻蝕過程中會產(chǎn)生污染物，并會打亂孔周圍碳原子的排列，其孔徑大小能控制在原子尺度(<1nm)到納米尺度(1?500nm)。少部分化學(xué)法雖然能實現(xiàn)大量制備，但是其在孔徑分布上還是存在較大的問題。

[0008] 冠醚識別絡(luò)合堿金屬離子后，其對應(yīng)的負離子也吸附在冠醚環(huán)周圍，形成一個完整的無機鹽分子，去除冠醚之后剩余的無機鹽分子可以在某種條件下與石墨烯的碳原子發(fā)生反應(yīng)，例如高溫下8KMnO4+6C＝2CO2↑+8MnO2+4K2CO3。然而要實現(xiàn)8個KMnO4分子與6個C原子反應(yīng)，需要有8個分子的18?冠?6環(huán)依靠物理化學(xué)力定量地組裝在一起形成一個聚集體。如果借助物理力氫鍵、范德華力、靜電力、疏水作用力、π?π堆積作用等，即使在18?冠?6冠醚環(huán)上引入含苯環(huán)的大分子如鄰菲啰啉和蒽等，在溶液中設(shè)計18?冠?6的濃度通過π?π堆積作用也難以定量組裝成一個8個分子聚集體。如果在18?冠?6環(huán)上引入不飽和鍵而形成低分子量聚合物，同樣不能精確控制低分子量聚合物的單元數(shù)為8，例如碩士論文《新型冠醚的合成及其聚合研究》中沒有進行冠醚環(huán)的定量聚合研究。[0009] 為此本發(fā)明設(shè)計了新型的冠醚環(huán)組裝體絡(luò)合反應(yīng)試劑進行單層石墨烯打孔。發(fā)明內(nèi)容[0010] 本發(fā)明中單層石墨烯打孔采用了新穎的化學(xué)法，該技術(shù)解決了石墨烯的可控批量打孔以及孔洞的均勻分布?；瘜W(xué)法石墨烯打孔中所用反應(yīng)試劑為KMnO4，以冠醚全部定量接枝籠型倍半硅氧烷的衍生物形成冠醚環(huán)組裝體，以冠醚環(huán)組裝體作為反應(yīng)試劑的生長環(huán)境模板劑，其在液相環(huán)境中能夠定量絡(luò)合微觀數(shù)量的反應(yīng)試劑。冠醚定量接枝籠型倍半硅氧烷衍生物與反應(yīng)試劑的絡(luò)合溶液在石墨烯上旋涂均勻成單分子膜，置于管式爐中加熱除去有機物，然后在惰氣氛中加熱反應(yīng)掉石墨烯上確定微觀數(shù)量的碳原子組成的環(huán)，實現(xiàn)石墨烯精確打孔與孔洞均勻分布。[0011] 為達上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案是：[0012] 一種單層多孔石墨烯的化學(xué)制備方法，以冠醚定量接枝籠型倍半硅氧烷衍生物形成冠醚環(huán)組裝體，以冠醚環(huán)組裝體作為反應(yīng)試劑的生長環(huán)境模板劑，在液相環(huán)境中定量絡(luò)合確定微觀數(shù)量的反應(yīng)試劑；冠醚定量接枝籠型倍半硅氧烷衍生物與反應(yīng)試劑的絡(luò)合溶液在石墨烯上旋涂均勻成單分子膜，置于管式爐中加熱除去有機物形成反應(yīng)試劑的分子聚集體，然后在惰氣氛中加熱定量反應(yīng)掉石墨烯上微觀數(shù)量的碳原子組成的環(huán)，實現(xiàn)石墨烯精確打孔與孔洞均勻分布。[0013] 進一步，冠醚定量接枝籠型倍半硅氧烷衍生物的合成中所用的冠醚環(huán)是氨基苯并18?冠?6醚，所用的籠型倍半硅氧烷是八乙烯基籠型倍半硅氧烷，二者在分子結(jié)構(gòu)中通過飽和的C?N鍵鏈接。

[0014] 進一步，冠醚接枝籠型倍半硅氧烷衍生物即氨基苯并18?冠?6醚修飾八乙烯基籠型倍半硅氧烷的接枝過程主要包括以下步驟：[0015] 步驟S1：八個乙醛基修飾的籠型倍半硅氧烷的制備；[0016] 將NaBH4、BF3和(CH3)2C＝CHCH3(Sia)的反應(yīng)產(chǎn)物Sia2BH的混合溶液加入單口燒瓶中，然后加入八乙烯基籠型倍半硅氧烷粉末，其數(shù)量為Sia2BH的摩爾數(shù)的1/8；在30℃～50℃的恒溫油浴中加熱攪拌6～8h；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到透明粘稠狀液體，然后加入少量稀NaOH溶液，滴入H2O2同時在30℃～60℃的恒溫油浴中加熱攪拌4～6h；減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到透明粘稠狀液體即八個乙羥基修飾的籠型倍半硅氧烷，用丙酸乙酯洗滌后采用40℃～50℃減壓旋蒸；加入CrO3和吡啶pyridine，通入N2保護，在40℃～70℃的恒溫油浴中加熱攪拌5～8h；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粘稠狀液體即產(chǎn)物八個乙醛基修飾的籠型倍半硅氧烷，用丙酸乙酯洗滌后采用40℃～50℃減壓旋蒸，產(chǎn)物在真空干燥箱中50℃～70℃烘干得白色粉末；

[0017] 步驟S2：氨基苯并18?冠?6醚與八個乙醛基修飾的籠型倍半硅氧烷的接枝反應(yīng)；[0018] 按照摩爾比8:1將氨基苯并18?冠?6醚粉末與八個乙醛基修飾的籠型倍半硅氧烷粉末依次加入三口燒瓶中，再加入四氫呋喃THF溶劑將混合物粉末溶解，加入少量CH3COOH，在30℃～50℃的恒溫油浴中攪拌6～8h；然后加入NaBH4在30℃～50℃的恒溫油浴中攪拌4～6h，采用50℃～60℃減壓旋蒸溶劑，之后用丙酸乙酯洗滌再采用50℃～60℃減壓旋蒸，產(chǎn)物在真空干燥箱中50℃～70℃烘干得白色粉末。[0019] 進一步，冠醚定量接枝籠型倍半硅氧烷衍生物的合成中，八乙烯基籠型倍半硅氧烷的八個乙烯基全部被定量修飾成乙羥基、乙醛基，然后被八個氨基苯并18?冠?6醚全部定量接枝。[0020] 進一步，氨基苯并18?冠?6醚定量修飾的八乙烯基籠型倍半硅氧烷在溶液中富集確定微觀數(shù)量的8分子KMnO4反應(yīng)試劑聚集體。[0021] 進一步，冠醚接枝籠型倍半硅氧烷的衍生物有機溶液在旋轉(zhuǎn)涂膜儀上的石墨烯平面形成單層分子膜，加熱條件下反應(yīng)試劑8個KMnO4分子組成的聚集體反應(yīng)掉石墨烯上確定微觀數(shù)量的6個碳原子組成的環(huán)，因此石墨烯的孔洞直徑接近1nm。[0022] 本發(fā)明取得的有益效果是：八乙烯基籠型倍半硅氧烷分子的八個乙烯基全部定量地接枝了氨基苯并18?冠?6醚，實現(xiàn)了8分子的18?冠?6醚環(huán)的定量化學(xué)組裝，在溶液中富集一定微觀數(shù)量8分子的KMnO4反應(yīng)試劑聚集體。由于籠型聚倍半硅氧烷具有良好的表面效應(yīng)與界面效應(yīng)，使冠醚定量接枝籠型倍半硅氧烷的衍生物有機溶液在旋轉(zhuǎn)涂膜儀上的石墨烯平面形成單層分子膜，并且反應(yīng)試劑聚集體以一定距離均勻分布。以一定距離均勻分布的反應(yīng)試劑聚集體能夠按照化學(xué)計量反應(yīng)掉石墨烯上確定微觀數(shù)量的6個碳原子組成的環(huán)，實現(xiàn)了石墨烯的可控批量均勻打孔，直徑接近1nm。本發(fā)明制備的多孔石墨烯在鹽水分離領(lǐng)域、電極材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。附圖說明[0023] 圖1為氨基苯并18?冠?6醚定量接枝八乙烯基籠型倍半硅氧烷絡(luò)合KMnO4的分子結(jié)構(gòu)式示意圖。具體實施方式[0024] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。[0025] 需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。[0026] 如圖1所示。[0027] 1.氨基苯并18?冠?6醚接枝八乙烯基籠型倍半硅氧烷的合成。[0028] I、氨基修飾苯并18?冠?6醚的制備：[0029] 將100ml的HCOOCH3和100ml的CHCl3加入500ml三口燒瓶中，投入1mol苯并18?冠?6醚溶解，滴加100ml70％HNO3同時在60℃加熱攪拌3h，減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶劑，用丙酸乙酯洗滌后采用55℃減壓旋蒸。加入150ml二氧六環(huán)1,4?Dioxane使硝基修飾的苯并18?冠?6醚溶解，然后加入催化劑10％Pd/C粉末1g，滴加N2H4·H2O100ml在60℃加熱回流攪拌4h。倒出三口燒瓶中的液體與催化劑粉末分離，將液體在55℃減壓旋蒸，產(chǎn)物在真空干燥箱中60℃烘干得白色粉末。其合成路線為：[0030][0031] II、八個乙醛基修飾的籠型倍半硅氧烷的制備：[0032] 步驟一、將0.75molNaBH4和2.03mol(CH3)2C＝CHCH3依次加入500ml三口燒瓶中，再加入四氫呋喃THF溶劑200ml，通入N2保護，然后通過常壓滴液漏斗將150ml三氟化硼的乙醚溶液滴加到三口燒瓶中，在25℃的恒溫油浴中攪拌1h。倒出三口燒瓶的上層液體，得到含產(chǎn)物Sia2BH的混合溶液。[0033] 步驟二、將Sia2BH的混合溶液加入500ml單口燒瓶中，然后加入0.125mol八乙烯基籠型倍半硅氧烷粉末。在40℃的恒溫油浴中加熱攪拌7h。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到透明粘稠狀液體，然后加入50ml稀NaOH溶液，滴入100mlH2O2同時在45℃的恒溫油浴中加熱攪拌5h。減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到透明粘稠狀液體即八個乙羥基修飾的籠型倍半硅氧烷，用丙酸乙酯洗滌后采用45℃減壓旋蒸。加入50gCrO3和200ml吡啶pyridine，通入N2保護，在55℃的恒溫油浴中加熱攪拌6h。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得到粘稠狀液體即產(chǎn)物八個乙醛基修飾的籠型倍半硅氧烷，用丙酸乙酯洗滌后采用45℃減壓旋蒸，產(chǎn)物在真空干燥箱中60℃烘干得白色粉末。其合成路線為：[0034][0035] III、氨基苯并18?冠?6醚與八個乙醛基修飾的籠型倍半硅氧烷的定量接枝反應(yīng)[0036] 將步驟I制得的1mol氨基苯并18?冠?6醚粉末與步驟II制得的0.125mol八個乙醛基修飾的籠型倍半硅氧烷粉末依次加入三口燒瓶中，再加入200ml四氫呋喃THF溶劑將混合物粉末溶解，加入10mlCH3COOH調(diào)節(jié)pH＝4，在50℃的恒溫油浴中攪拌7h。然后加入20gNaBH4在40℃的恒溫油浴中攪拌5h，采用55℃減壓旋蒸溶劑，之后用丙酸乙酯洗滌再采用55℃減壓旋蒸，產(chǎn)物在真空干燥箱中60℃烘干得白色粉末，保存于干燥器中待用。其合成路線為：[0037][0038] 測試得八個乙醛基修飾的籠型倍半硅氧烷的的核磁數(shù)據(jù)：1H?NMR(400MHz,DMSO)(ppm)：10.05(m,1H),9.81(m,1H),9.63(m,1H),9.20(m,1H),2.31(d,2H),2.04(d,2H)。[0039] 測試得氨基苯并18?冠?6醚定量接枝的八乙烯基籠型倍半硅氧烷的核磁數(shù)據(jù)：1H?NMR(400MHz,DMSO)(ppm)：8.01(m,3H),7.82(m,3H),7.64(m,3H),7.45(m,3H),7.26(m,3H),3.74(t,2H),3.36(t,2H),3.01(t,2H),2.32(s,1H),2.20(d,2H),2.05(d,2H),1.73(d,2H),

1.60(d,2H)。

[0040] 2.單層石墨烯制備[0041] 剪切某一面積的正方形鎳箔，壓平，放入含有去離子水的燒杯中超聲清洗15min，超聲完之后放在鼓風(fēng)干燥箱70℃烘9min。[0042] 取8mg石墨粉均勻地撒在鎳箔上，把鎳箔放入石英舟內(nèi)，將石英舟(含鎳箔)推到管式爐中間。前期以400mL/min通入氮氣排凈管內(nèi)空氣并開始升溫，升高溫度至1000℃，然后保溫2.5h，把石英舟移至石英管口快冷15min。[0043] 取出石英舟，用毛刷把鎳箔上沒有反應(yīng)的石墨輕輕掃除，得到鎳箔上的石墨烯。[0044] 3.化學(xué)法打孔[0045] 3.1取一定量的冠醚接枝籠型倍半硅氧烷的衍生物溶于二甲苯，取一定量的KMnO4溶于去離子水中，充分攪拌使完全溶解。將0.02mol/L的冠醚接枝籠型倍半硅氧烷的衍生物二甲苯溶液與0.19mol/L的KMnO4水溶液混合，置于磁力攪拌器上充分混合，然后靜置、分液、取有機相備用。有機相中冠醚接枝籠型倍半硅氧烷的衍生物絡(luò)合KMnO4分子的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。[0046] 3.2將鋪設(shè)有單層石墨烯的鎳基片置于旋轉(zhuǎn)涂膜儀上，表面滴適量制備好的冠醚接枝籠型倍半硅氧烷的衍生物與KMnO4的絡(luò)合溶液，以一定的轉(zhuǎn)速將溶液均勻旋涂于石墨烯表面。旋轉(zhuǎn)涂膜儀轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)每分鐘，旋涂30秒。采用該濃度的絡(luò)合物溶液，通過控制旋轉(zhuǎn)涂膜儀的轉(zhuǎn)速來控制KMnO4聚集體的分布。[0047] 3.3將涂覆有冠醚接枝籠型倍半硅氧烷絡(luò)合物的鎳基片置于管式爐中，空氣中500℃燒一小時，除去有機物，在石墨烯表面制備球形KMnO4聚集體，每個聚集體含有8個KMnO4分子。然后將處理好的基片在氬氣中800℃燒一小時，KMnO4與石墨烯發(fā)生反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)式8KMnO4+6C＝2CO2↑+8MnO2+4K2CO3，每8個KMnO4分子聚集體將反應(yīng)掉石墨烯上的一個6元碳環(huán)形成直徑合適的孔洞，直徑小于1nm。最后用去離子水沖洗除去基片表面的碳酸鉀，并且收集MnO2顆粒。

[0048] 4.多孔石墨烯的轉(zhuǎn)移[0049] 用膠帶貼于帶有多孔石墨烯的鎳箔，放入超聲波發(fā)生器，浸于去離子水中，調(diào)節(jié)超3

聲波的功率10 W、時間25min、溫度25℃；啟動超聲波發(fā)生器，進行橫向振動；到時用膠帶撕下鎳箔表面的多孔石墨烯；用分析純的丙酮去除多孔石墨烯表面殘余膠帶成分。

[0050] 以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但本發(fā)明不限于所描述的實施方式。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明原理和精神的情況下，對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。