[发明专利]一种基于聚苯胺的氧化铕/石墨烯导电薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电薄膜的制备方法，特别是涉及一种基于聚苯胺的氧化铕/石墨烯导电薄膜的制备方法。

背景技术

复合型导电薄膜是将导电材料加入单一的或多相聚合物中制备一种具有导电功能的聚合物薄膜。复合型导电薄膜因为同时具有金属的导电性和高分子材料自身的优点而被广泛利用。

石墨烯具有许多奇特的性质，具有优异的电学、光学和磁学性质。它是目前一致的最薄、最硬、导电性能最好的一种材料，可以利用其独特性质来制备各种光电器件、复合材料、电池、超级电容超灵敏传感材料等。

无机纳米/有机杂化材料的制备合成方法不断完善，现传统的制备工艺主要分为：原位分散聚合法、共混法、溶液凝胶法和插层法，并且随着技术的发展制备方法也不断丰富和完善，制备方法的产业化实施是实验改进的最终目的，本实验采取改进利用氧化剂将单体在酸性条件下氧化聚合，进一步偶合形成大分子，制备方法简单适合于工业化生产。

聚苯胺材料具有较为强烈的P电子共轭体系，使得相较于其他烯烃类聚吡咯导电材料有更稳定的热力学性能，也具有显著的光电转换效应，由于聚苯胺大π键的存在使得整体材料在导电性能方面更加稳定性，独特的苯醌交替式结构使得电子离域明显，电子可以自由移动不受限制，从而保证了导电能力上的的优越地位。

现在导电薄膜材料广泛应用于电子电工企业并起着重要的作用，但现在出现的大多数的导电性材料或因导电填充料的原因而失去良好的导电性能和复合之前各材料的独特性能。氧化铕作为稀土元素中荧光特性最为明显的金属元素，在其荧光特性的利用上具有先天的优势条件。因此，利用聚苯胺材料的稳定性、石墨烯的电学性能和氧化铕的荧光特性得到一种具有优良光电特性的材料，将在电子工业中具有很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于聚苯胺的氧化铕/石墨烯导电薄膜的制备方法，该方法通过使用苯胺单体和石墨烯/氧化铕混合液制备聚苯胺和石墨烯/氧化铕的沉淀；将沉淀抽滤、洗涤并干燥得到基于聚苯胺的氧化铕/石墨烯薄膜。通过该方法制备的基于聚苯胺的氧化铕/石墨烯薄膜在导电方面具有优越的性能，并且具有良好的稀土金属特性，实现光电开关的功能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于聚苯胺的氧化铕/石墨烯导电薄膜的制备方法，所述方法包括以下过程：

1）制备氧化石墨烯；

2）基于步骤1）中的氧化石墨烯来制备氧化铕/石墨烯；

3）将步骤2）中的石墨烯/氧化铕配置为石墨烯/氧化铕分散液，并将1重量份的石墨烯/氧化铕分散液与50重量份的1mol/L的苯胺单体溶液混合得到苯胺单体石墨烯/氧化铕混合液；

4）将步骤3）中得到的苯胺单体石墨烯/氧化铕混合液在20℃-25℃下超声分散30分钟，然后加入30重量份的1mol/L的盐酸，置于冰浴中持续搅拌；

5）待苯胺单体和石墨烯/氧化铕混合液的温度降至0℃时，将过硫酸铵的盐酸溶液与苯胺单体和石墨烯/氧化铕混合液混合得到反应液；

6）将步骤5）中得到的反应液的温度在0-5℃下保持5-24小时，然后，再在20℃-25℃条件下，持续搅拌12小时，得到聚苯胺和石墨烯/氧化铕的沉淀；

7）将步骤6）中得到的反应液抽滤并用乙醇和去离子水洗涤数次至滤液无色，将聚苯胺和石墨烯/氧化铕的沉淀在真空条件下60℃-80℃干燥1-24小时，得到基于聚苯胺的氧化铕/石墨烯薄膜。

所述的一种基于聚苯胺的氧化铕/石墨烯导电薄膜的制备方法，所述步骤3）石墨烯/氧化铕分散液为1.25mg/ml。

所述的一种基于聚苯胺的氧化铕/石墨烯导电薄膜的制备方法，所述步骤5）过硫酸铵的盐酸溶液是由0.54重量份的过硫酸铵溶解于30重量份的1mol/L的盐酸中获得的。

所述的一种基于聚苯胺的氧化铕/石墨烯导电薄膜的制备方法，所述步骤6）反应液的反应温度为0℃，反应时间为12小时。

所述的一种基于聚苯胺的氧化铕/石墨烯导电薄膜的制备方法，所述制备氧化石墨烯的方法包括：

将石墨鳞片和高锰酸钾以1:6的重量比混合，然后缓慢加入混合酸溶液，并在35-50℃的油浴条件下进行磁力搅拌30分钟，得到混合液；

将混合液升温至50℃-60℃条件下反应5-24小时以保证反应完全进行从而得到含有氧化石墨烯的混合液；

将含有氧化石墨烯的混合液自然冷却至20℃-25℃，然后放入冰水混合物中；