[发明专利]一种导电聚合物/石墨烯复合物及其制备方法

说明书

本发明提供一种导电聚合物/石墨烯复合物及其制备方法，涉及复合材料技术领域。其制备方法为：将离子液体和石墨烯混合，球磨得到黑色的胶体。其中，离子液体中的阴离子结构为疏水性阴离子。在得到的胶体中加入导电聚合物的单体，初次研磨后，加入氧化物，然后再次研磨4～12h，得到混合物。混合物经过滤、洗涤、干燥，得到导电聚合物/石墨烯复合物。以疏水性离子液体作为石墨烯的分散剂和导电聚合物的溶解剂，得到的复合物产率高、质量好。使用机械研磨方法，无污染，不使用溶剂，工艺简单，可连续大批量生产导电聚合物与石墨烯的复合材料，离子液体可回收，生产成本低，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，且特别涉及一种导电聚合物/石墨烯复合物及其制备方法。

背景技术

以聚苯胺，聚吡咯、聚噻吩及其衍生物为代表的导电聚合物具有密度轻、分子结构可设计和导电性良好等优点，在锂离子电池、超级电容器、电磁干扰屏蔽、微波和雷达吸波材料、非线性光学、发光器件、传感器和指示器、催化剂、电子场发射、场效应晶体管、肖特基二极管、可擦除光信息存储、数字存储设备、非对称膜、隔膜、电致变色器件、机电致动器，抗静电、防腐蚀涂料、燃料电池和太阳能电池等方面有着广泛的应用。但导电聚合物也存在固有缺点，如脱掺杂状态下的低电导率；塑性条件差影响其可加工性；其刚性分子链导致力学性能差，分子易发生断裂，使得其性能衰减；化学稳定性不甚理想，在应用上还与无机材料存在一定差距等，从而严重影响导电聚合物的大规模应用。

石墨烯具有大比表面积，独特的力学、电学、磁学、光学和热学性能，可作为增强剂和添加剂有效的改善导电聚合物基质的导电特性、力学特性、化学稳定性和热特性等。特别是随着石墨烯工艺的成熟，石墨烯成本急剧降低，为石墨烯改性导电聚合物以大规模应用提供了基础。然而，石墨烯固有的疏水性是制备导电聚合物均匀覆盖石墨烯的主要障碍。为了克服这个问题，在合成过程中添加表面活性剂、稳定剂和化学修饰的石墨烯已被证明是成功制备导电聚合物包覆石墨烯的有效方法。

发明人研究发现，上述改性方法不仅工艺较复杂，而且在改性过程中容易使石墨烯的结构遭到破坏，引起石墨烯电、热、力学等性能的减低。或者在在改性过程中会在石墨烯表面吸附大分子，阻碍了石墨烯与导电聚合物的直接复合，减低了对导电聚合物的性能改善。此外，石墨烯和导电聚合物的复合一般通过化学聚合或电聚合方法在水溶液或有机溶剂中制备，易造成环境污染，产率低，大规模制备困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导电聚合物/石墨烯复合物的制备方法，此制备方法简单，易于操作，产率高，能够实现大规模制备。

本发明的另一目的在于提供一种导电聚合物/石墨烯复合物，以绿色溶剂离子液体作为分散剂，导电聚合物均匀的包覆在石墨烯表面，产物质量更优。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种导电聚合物/石墨烯复合物的制备方法，包括以下步骤：

S1，将离子液体和石墨烯混合，球磨得到黑色的胶体；

S2，将导电聚合物的单体加入到所述胶体中，初次研磨后，加入氧化物至所述胶体，然后再次研磨4～12h，得到混合物；

S3，将所述混合物过滤、洗涤、干燥，得到导电聚合物/石墨烯复合物。

本发明提出一种导电聚合物/石墨烯复合物，根据上述的制备方法制得。

本发明实施例的导电聚合物/石墨烯复合物及其制备方法的有益效果是：